随着社会的发展,人们对能源的依赖越来越严重,化石能源如石油、煤炭等资源储量有限,其利用对环境的污染较严重,且不可再生。页岩气作为一种非常规油气资源,其在我国储量丰富,贵州牛蹄塘组页岩分布广泛,厚度大,有机质丰度高,热成熟度较好,是页岩气勘探开发的潜力区。目前,对于该地区页岩气的储集机理方面研究较少,严重制约其勘探开发,因此,对贵州牛蹄塘组页岩气储集机理进行研究显得尤为重要。本文以贵州遵义凤冈、黔东南岑巩、黔西北大方下寒武统牛蹄塘组黑色页岩为研究对象,在资料收集和分析整理的基础上进行样品采集、样品测试、测试结果分析等工作,对研究区牛蹄塘组黑色页岩分布层位、构造特征和沉积环境进行了归纳,对研究区页牛蹄塘岩的生气条件和储集空间特征等特征进行了系统研究,并对黑色页岩保存条件和高含氮气进行探讨。研究表明:(1)贵州地层发育齐全。根据页岩岩层及构造特征,将贵州省划分为5个富有机质页岩发育区。牛蹄塘组总厚度及富有机质页岩段厚度受展布控制明显。沉积环境由陆棚浅水海域向陆棚深水海域沉积过渡。由西向东总体沉积环境展布为:浅水陆棚相→深水陆棚相→斜坡相→盆地相。构造单元为扬子准地台和华南褶皱带。(2)研究区牛蹄塘组黑色页岩有机质丰度较高,原始有机碳含量在3.28%~7.5%之间,平均值为4.97%。研究区及其邻区有机碳值在5.0%~6.5%之间。有机碳含量较高。研究区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩镜质体反射率(Ro)为0.692%~3.112%,平均为2.072%,热演化程度过高。研究区下寒武统牛蹄塘组有机质来源于藻类等低等水生生物。(3)贵州牛蹄塘组黑色页岩以石英和粘土矿物为主,次要矿物有黄铁矿、白云石、钾、钠长石和方解石。页岩内部有机质丰富,有机质孔隙发育大量发育长石溶蚀孔、方解石溶蚀孔、黄铁矿晶间孔、铸模孔、粒间孔、构造裂隙和收缩裂隙。页岩的比表面积和孔体积都很大,有机质纳米级孔是页岩孔比表面积和孔体积的主要贡献者,等温吸附线具有第Ⅱ类等温吸附线的特征,吸附解吸曲线存在H2型滞后环,页岩内部存在大量"墨水瓶"型孔隙。核磁共振实验测得页岩孔隙的连通性差,页岩内部孔隙以微孔隙为主。(4)贵州牛蹄塘组黑色页岩经历了印支、燕山、东吴等不同时期的构造运动,使得页岩储层保存条件遭到破坏,发育大量裂缝。通过对典型页岩气井解剖,发现牛蹄塘组储层方解石充填裂缝普遍发育,结合热液矿床及包裹体分析,认为氮气可能与后期岩浆热液活动顺断层带入有关。