我国页岩气资源丰富。截至2018年底,威远地区页岩气日产量达到510万立方米,年产量达到18.25亿方。页岩气已成为非常规油气勘探的重要领域,开展页岩气富集条件和规律研究具有重要的现实意义。威远地区页岩气勘探开发历程较短,生产效果较不理想,其研究思路及技术往往参照常规油气勘探,页岩气具有赋存条件特殊、优质页岩展布变化快、储渗空间、保存条件和富集系统复杂等特点,研究难度更大;缺乏系统性的针对威远地区页岩气藏地震地质相结合的勘探理论及有效的研究技术。本论文以威远地区志留系下统龙马溪组埋深小于4000m的区域为研究对象,以岩石矿物学、非常规地质学、测井地质学、构造地质学、地震地质学等理论为指导,在充分消化吸收前人研究成果及认识的基础上,综合运用地质、测井、地震、钻井、实验测试等资料,对研究区志留系下统龙马溪组页岩的岩相岩性展布特征、地层划分、优质页岩特征及分布规律、裂缝发育带、地应力场分布、储层主控因素进行了系统研究。结合地质成果,充分利用地球物理资料对各项地质参数进行平面及空间预测,总结出研究区页岩气富集条件及规律。论文主要取得了以下重要成果和认识:（1）按照新的地层分层标准,建立了研究区龙马溪组地层划分方案。根据岩性及其组合特征、测井曲线特征,结合已钻井地层特征进行综合对比,认为以观音桥段含生屑泥质灰岩顶界作为龙马溪组底界,并将硅质页岩划归奥陶系,测井曲线上以自然伽玛升高、电阻率降低、声波时差升高半幅度点对应的界限划分为龙马溪组底界相对合理。龙马溪组页岩的岩性、电性、古生物差异明显,内部可划分为龙一段和龙二段。地层分布相对稳定,远离剥蚀区,地层厚度和埋深均自北西向南东逐渐增加。（2）研究区龙马溪组矿物组成主要以石英、长石、方解石和白云石、黄铁矿、磷灰石为主,石英平均含量45.5%,碳酸盐岩矿物平均含量为16.7%、粘土矿物平均含量为28.4%,龙一段脆性矿物含量较高;粘土矿物中伊利石占平均含量53%,绿泥石平均含量19.1%,不含或含少量高岭石;岩石力学参数（杨氏模量、泊松比）及脆性指数均指示龙一段具有较好的脆性及可压裂性,有利于压裂改造。（3）研究区龙马溪组页岩储层具有低孔-特低渗的特点,孔渗相关性不强,属于裂缝-孔隙型储层;储集空间类型主要以粘土矿物层间孔、有机质孔和构造裂缝为主;龙一段平均孔隙度为3-6%,平均渗透率为273n D,属于低孔特低渗储层。龙一段含气性总体为2.0-3.5m³/t,具有由北东向南西增大的趋势。通过物性、岩心及部分扫描电镜资料分析,龙一段物性条件、含气性较上部龙二段好。（4）完善了页岩储层地震综合预测与评价技术。基于地震资料叠前反演预测优质页岩厚度,厚度在20-70m之间;在研究区建立叠前弹性参数与脆性指数拟合关系式,预测出优质页岩脆性指数平面以及剖面分布特征;利用地质、测井、钻井资料,地震弹性参数反演得到的拉梅常数和剪切模量等参数,构建地质模型、力学模型以及计算数学模型,开展应力场模拟分析,研究地层厚度、断层、地应力场等因素与裂缝发育的关系,基于应力场数值模拟技术,对地震资料三维工区进行应力场预测,明确裂缝发育的方向和规模,地应力方向变化较大,水平向最大与最小应力差异不明显,利于体积压裂储层改造。（5）研究区龙马溪组TOC含量较高,页岩有机质类型以Ⅰ-Ⅱ₁型为主,组分以腐泥组与沥青组为主,其中腐泥组含量为72-90%,沥青组含量为10-22%,不含壳质组和极少量镜质组及惰质组。研究区龙马溪组镜质体反射率约为1.64-2.15%,处于高-过成熟阶段,以过成熟为主,纵向变化表现出从顶至底逐渐增加的特点,平面上由北西向南东方向增加。根据单井分析、地质类比,在研究区找出TOC与纵横波比的关系式,创新形成了基于多项式拟合TOC与地震参数的关系式,通过叠前弹性参数反演预测TOC分布,TOC在2-4.1%之间。通过叠前弹性多参数预测三维区的脆性指数在30-60之间。（6）通过叠后相干、曲率属性,利用叠前AVAZ、FVAZ技术对裂缝发育带进行预测,并对裂缝发育带进行可靠性分析,进一步明确裂缝发育分布规律,解决了单一手段预测裂缝的局限性,提高了裂缝综合预测的精度。从页岩气顶底板条件、自封闭性、渗流方向性、构造运动对页岩气的影响,对保存条件进行评价,预测了压力系数分布规律。研究区龙马溪组地层超压利于页岩气保存,出露区、浅埋藏区、强改造程度区很难形成异常高压;压力系数≥1.2为页岩气富集有利区。（7）研究区页岩气富集受沉积环境、岩相岩性、构造运动及保存条件的综合影响,同时受孔缝组合、压力系数、脆性指数、可压性等多重因素综合影响。以地质认识为基础,通过地球物理手段综合预测来定量确定各项参数的具体分布特征,特别是优质页岩厚度、有机碳含量和脆性指数等参数,结合应力场分布、保存条件,与邻区页岩气富集条件进行对比,提出研究区龙马溪组页岩TOC≥2%、含气孔隙度≥3%、优质页岩厚度≥40m、含气量≥2m³/t、脆性指数≥40、压力系数≥1.2、位于平缓构造区、三级断层（断距≤100m）及以下的区域是页岩气富集的必要条件。根据对研究区页岩地质特征、考虑优质页岩厚度、TOC分布、脆性指数、压力系数及保存条件等综合因素考虑,对研究区志留系下统龙马溪组页岩气富集有利区进行预测,存在两个有利区域,Ⅰ类有利区和Ⅱ类较有利区。