我国南方海相机质页岩气的形成演化具有高度的复杂性。奥陶纪-志留纪作为地质历史上一个非常重要的地质转折时期发生了以赫南特冰期、全球性海平面变化、火山喷发和底流活动等一系列的沉积地质事件。这套页岩在涪陵地区经历了埋深成岩作用和后期差异构造抬升等复杂的演化历史,与北美相比,涪陵地区页岩气成藏具有沉积背景复杂、演化历史长、有机质热成熟度高和构造改造强等特点。涪陵页岩气田开发实践表明,该区五峰组-龙马溪组页岩不同层段含气性不同,不同构造单元页岩气井产量差异大,因此,复杂地质背景下页岩气页岩气富集主控因素研究是页岩气勘探开发面临的重大科学问题。前期研究中,关于沉积作用、成岩作用和构造作用对页岩气富集的联合控制机理缺乏明确的认识,同时对于页岩气形成过程中的基本问题,如沉积地质事件影响下的地层等时格架内岩相构成及储层差异,页岩不同类型孔隙的形成和演化机制以及对于定性-定量的分析不同地质条件下的页岩气保存机制也缺乏深入的探讨。本文在地震、钻井、露头和大量实验室测试的基础上,以涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组页岩为研究对象,以沉积学、层序地层学、岩石矿物学及非常规地质学等理论为指导,查明了富有机质页岩岩相纵向非均质性及主控因素,分析不同古海洋条件下的岩相成因及其沉积过程（多重地质作用-控制因素联合控制）;重建了高成熟页岩微-纳米孔隙演化路径,揭示了页岩有机-无机协同成岩作用类型及其对孔隙发育影响机理;建立了涪陵页岩气保存条件评价指标体系,定性-定量综合评价了涪陵页岩气保存条件;最终,深化生烃、成储、保存综合匹配效应研究,揭示涪陵页岩气从沉积-埋深成岩作用-构造抬升改造全过程中差异富集机理,建立涪陵地区页岩气典型成藏模式。本次研究主要认识如下:（1）综合利用钻井、全岩X衍射、高压压汞、氩离子抛光扫描电镜等资料,优化了五峰组-龙马溪组一段页岩岩相划分,其中主要发育富泥硅质页岩相（S-2）、富硅/泥混合质页岩相（M-2）、混合质页岩相（M-3）、富硅泥质页岩相（CM-1）4亚类岩相,富泥硅质页岩相具有高TOC、高孔隙度和高含气性三高特征,为最优页岩岩相,沉积作用导致了五峰-龙马溪组页岩纵向上含气性的差异富集。（2）以有限空间生排烃模拟实验为主线,综合孔隙形态表征、孔隙物性测定、岩矿鉴定等技术手段,重建了高成熟龙马溪组海相页岩沥青球粒孔、气孔、收缩缝、有机质溶蚀孔4类有机质孔和无机质孔孔隙形成-演化过程,初步确定沥青球粒孔是页岩生烃早期液态烃生成后残留孔隙,而气孔则是生烃晚期气态烃的残留孔隙,前者在生烃后期亦可裂解产生气态烃形式接力生气模式。通过对不同热解温度下页岩样品镜下岩矿鉴定,可将页岩有机-无机协同成岩作用类型划分为:有机质热解、压实作用、胶结作用、重结晶作用、黏土矿物转化、交代作用、溶蚀作用和构造破裂,而根据不同类型成岩作用对页岩孔隙形成演化作用机制,可将成岩作用进一步归纳为建设性成岩作用、破坏性成岩作用和双重性成岩作用三大类。（3）基于研究区构造变形特征精细解剖,结合页岩气成藏地质特征,定性-定量对比不同地质条件下的页岩气藏形成条件差异,明确了构造作用对页岩气成藏条件差异的控制。页岩气藏破坏机制除了页岩气顺层侧向（露头）散失方式、断层纵向（地表或上部地层）漏失方式,还有超压导致的页岩气向下（下部相邻地层）逸散方式;以不同区块的顶底板、自封闭、构造样式、抬升时间及幅度等保存条件的深入分析为基础,明确页岩气保存关键控制因素,揭示涪陵页岩气保存机理;优选并量化了地层剥蚀指数、地层埋深指数、地层倾角指数地层变形指数和地层破裂指数等页岩气保存评价参数,建立了持续保存型、断裂散失残存型和破坏逸散型三种页岩气保存模式;区域盖层破坏、通天深大断裂发育、大气水下渗作用强烈、长期天然气扩散漏失作用是页岩气保存条件破坏的主要原因。（4）系统阐述了沉积-成岩-构造联合控制下的高成熟演化、复杂构造区的页岩气富集机理。受不同沉积作用（火山、生物、底流、陆源）控制,纵向上页岩储层品质差异明显,优质页岩纵向差异性是在重大地质事件（构造-海洋-气候-生物演化）协同下的联合成因;热演化程度控制有机质孔的发育,热演化程度过高,会引起有机质孔隙度的降低;构造变形强度控制页岩气平面差异富集,涪陵气田五峰组—龙马溪组页岩气具有“持续漏失、动态保存”特征,受后期抬升剥蚀、断裂发育等构造改造强度的不同,涪陵页岩气田存在焦石坝宽缓背斜型,平桥窄陡背斜型和金坪破碎背斜型三种典型页岩气成藏模式。深水陆棚形成富有机质页岩发育、适中的热演化程度和良好的保持条件三者完美联合是焦石坝页岩气富集高产的主要控制因素。