下寒武统和上奥陶统—下志留统是中国南方海相页岩气主要研究目的层段,两层系页岩普遍具有富有机质页岩厚度大,TOC含量高的特点,具有较好的物质基础,但是由于中国南方经历了复杂的构造演化和热演化,页岩气井既有高产井,也有低产井甚至失利井,使页岩气保存条件的研究成为页岩气成藏研究的关键。有较好的物质基础是页岩气保存研究的前提,有机质的富集受控于沉积时的构造背景。中国南方在早寒武世处于板块拉张背景下,与外海相连通;在晚奥陶世—早志留世处于板块挤压背景下,周围被古陆环绕,与外海连通不畅。本文通过Mo元素和TOC含量分析出扬子地区下寒武统页岩沉积于弱封闭—中等封闭的水体环境中,上奥陶统—下志留统页岩沉积于强封闭的水体环境中。利用Si元素和Al元素精确计算了典型井页岩过量硅的含量,通过Al-Fe-Mn元素分析判断出下寒武统页岩中过量硅为热液成因,热液活动一方面可以使水体底部还原性增强,另一方面促进生物生产力提高,从而使沉积有机质富集;同样,通过Al-Fe-Mn元素分析判断出上奥陶统—下志留统页岩中过量硅为生物成因,生物成因硅可作为生物生产力指标,较强的水体封闭性和较活跃的火山活动均可导致水体上层生物生产力较高,下层还原性较强,有利于沉积有机质富集。页岩自身及其顶底板在垂向上的封闭性是控制页岩气保存的重要因素。根据孔隙度、覆压渗透率、突破压力、扫描电镜和气体吸附实验得出,由于物性的差异,顶底板对页岩在垂向上产生封闭作用;由于连通性的差异和气体滑动效应,页岩形成自封闭性。由页岩气组分实验可知,封闭性的破坏可导致页岩中气体大部分为氮气。滑脱层、逆冲断层、有机质热演化以及侏罗纪发育的火山活动是页岩气出现高氮低烃现象的原因。利用碳同位素实验、FIB-HIM实验得出,页岩及其顶底板的封闭性影响了液态烃裂解气量和页岩气中碳同位素的倒转程度:封闭性越好,液态烃排出页岩的量越少,由液态烃裂解而形成的天然气量越多,碳同位素倒转程度越强,有机质孔中的焦沥青孔越发育;反之则相反。由于中国南方海相页岩受到复杂的构造运动,研究不同构造样式下页岩气富集规律成为亟待解决的重要问题。对于负向构造样式,由平行和垂直层面方向页岩渗透率实验可知,天然气在页岩层系中主要沿着平行于层面方向运移,通过实例统计,以倾角10°和20°划分保存条件的优劣。根据覆压渗透率实验得出,随着上覆压力的增大,页岩渗透率逐渐减小;根据吸附甲烷前后渗透率实验得出,吸附气会阻塞渗流通道,从而导致渗透率下降;在上覆压力和吸附气的双重作用下,页岩平行于层面方向的渗透率在覆压大于10~15MPa时较低,在覆压降至10~15MPa时突然增加,导致页岩气从侧向大量运移散失,意味着仅存在负向构造样式时,具有较好的页岩气产能的钻井深度至少要深于1019~1529m。对于正向构造样式,翼间角越大,裂缝发育越少,页岩气保存条件越好,通过实例统计,以70°和120°为界限划分变形强度的强弱;地层整体抬升过程中,在某一特定水平应力场下页岩会集中在某一深度产生大规模集中破裂,从而导致页岩气大量散失。负向和正向构造样式同时存在的情况下,当正向构造样式的埋深深于破裂深度时,正向构造物性好,游离气含量高,为有利的勘探区;当正向构造样式的埋深浅于破裂深度时,正向构造页岩发生破裂而导致页岩气大量散失,使负向构造为有利的勘探区,且越靠近核部,含气性越好。天然气具有扩散的特征,抬升时间越早,页岩停止生气时间越早,无页岩生烃作用的补充,页岩现今含气量越低。通过实例统计,以抬升时间90Ma和130Ma划分抬升时间的早晚。最后从物质基础、抬升时间、页岩顶底板及自封闭性、构造样式等四方面总结出复杂构造背景海相页岩气保存条件评价,并用实际勘探区块验证评价方法的准确性。