資源評價與高效開發，開展理論研究、數值模擬、實驗研究和現場試驗研究，在非常規天然氣成藏與地質評價、巖石力學與地層評價、非常規天然氣地球物理探測、非常規天然氣鉆完井、非常規儲層壓裂改造、非常規儲層滲流機理與氣藏模擬6個方面進行重點研究。
方向一：非常規天然氣成藏與地質評價
開展非常規天然氣成藏條件、成藏機理、富集規律、資源評價及有利區預測研究。
1. 致密砂巖氣成藏與地質評價：重點開展致密砂巖氣充注機理、成藏模式、甜點預測、資源評價和有利區預測的研究。
2．頁巖氣成藏與地質評價：重點開展富有機質頁巖地質地化特征、儲層組構特征、含氣性和富集機理、資源評價和有利區預測的研究；
3. 煤層氣成藏與地質評價：重點開展煤層氣賦存條件和富集機理、高滲區分布規律及有利區塊預測評價研究。
方向二：巖石力學與地層評價
1.巖石力學理論與模型研究: 結合非常規儲層特點，開展各向異性巖石變形、破壞等基本理論和模型研究，為非常規儲層鉆完井和壓裂改造提供基礎理論支撐；
2.非常規儲層室內巖石力學測試:利用鉆井取心和巖屑，進行室內巖心測試，發展非常規儲層巖石力學測試新方法，獲得巖石模量、強度、彈性波速等基本參數；
3.非常規儲層巖石力學特征測井評價：利用常規和特殊測井進行儲層巖石力學、地應力、裂縫發育評價，開發非常規儲層巖石力學特征測井解釋軟件。
4.非常規儲層可改造性評價：利用測井、錄井、巖心測試和水力壓裂等資料，開展儲層塑脆性、巖石力學特征、天然裂縫、地應力、各向異性和非均質性分析和“可改造性”綜合評價，為壓裂改造提供儲層特征信息。
方向三：非常規天然氣地球物理探測
1. 非常規儲層地震波傳播規律：開展非常規儲層巖石物理研究，掌握影響儲層地震波速度、衰減及各向異性的因素，進而探究非均勻各向異性儲層地震波傳播規律，為儲層地震監測、測井評價服務；
2. 微地震監測技術：開展水力壓裂微震精定位和震源矩張量反演方法研究，研發微地震裂縫監測和散射波裂縫評價技術；
3.儲層預測技術：開展復雜地質條件下非常規儲層地震成像與反演方法研究，獲取儲層厚度、裂縫密度、方位、脆性地層及流體分布規律。
方向四：非常規天然氣鉆完井
1. 非常規天然氣鉆完井優化設計：以利于儲層高效改造、提高氣井產能和降低鉆完井成本為目標，進行非常規儲層鉆完井井型優選和鉆完井優化設計，開發非常規天然氣鉆完井專用設計軟件。
2.非常規天然氣鉆完井技術：開展井眼軌跡控制、固井完井、井壁穩定和儲層保護技術研究，發展適合于非常規天然氣開發的叢式水平井、小井眼鉆井、氣體鉆井及連續管鉆井等新技術，提高非常規油氣鉆完井效率，降低鉆完井成本。
3. 鉆井液與專用工具研究：研發適合于非常規儲層保護的鉆完井液添加劑和體系，研制專用井下工具，提高鉆完井作業質量。
方向五：非常規儲層壓裂改造
1. 非常規儲層壓裂裂縫擴展規律：通過室內物理模擬和數值模擬實驗，開展非均質儲層壓裂裂縫擴展規律、天然裂縫與水力壓裂裂縫相互作用、壓裂液濾失規律等研究；
2. 非常規儲層新型壓裂技術：開展滑溜水體積壓裂、水平井分段壓裂技術、同步壓裂技術、重復壓裂技術和氣體壓裂等技術研究，發展壓裂液返排及壓后評估技術；
3. 新型壓裂材料及工具：開展無傷害壓裂液、超低密度支撐劑、降阻劑等壓裂添加劑及專有工具研究。
1. 非常規儲層非達西滲流機理：開展特低滲透儲層物性和非達西滲流機理研究，掌握烴源巖儲層中天然氣解吸、擴散和滲流規律；
2.非常規天然氣產能預測與評價：開展開發過程中儲層物性動態變化與流體產出規律研究，開展非常規儲層試井理論與方法研究，進行不同參數條件下氣井產能預測數值模擬，建立產能評價技術；
3. 非常規天然氣井網優化：結合非常規天然氣井生產特點，開展氣藏數值模擬，進行不同井網與井距組合條件下的采收率研究，形成井網優化技術，提高油氣采收率。