受热演化程度、构造复杂和埋藏深度等条件所限,鄂西地区以往的调查研究多偏重于上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组研究,针对牛蹄塘组页岩气的钻探部署和综合研究相对滞后,对其沉积型类型的划分和页岩特征缺乏精细系统的研究。本文以鄂西地区下寒武统牛蹄塘组为研究重点,在充分借鉴前人研究成果的基础上,通过野外剖面实测、采样、镜下鉴定、扫描电镜分析、矿物组分分析、页岩储层物性分析及有机地球化学分析,结合沉积岩石学、岩相古地理、油气藏地质学等学科理论知识,精细划分了鄂西地区牛蹄塘组的沉积相及沉积微相,对牛蹄塘组页岩气的成藏条件及富集规律做了系统的研究。鄂西地区牛蹄塘组主要为陆棚环境,沉积亚相自下而上发育深水陆棚到浅水陆棚沉积,局部发育深水盆地环境,沉积微相主要为硅质陆棚、碳质陆棚及泥质陆棚。横向上,牛蹄塘组自西南至东北水体逐渐变浅,沉积环境由深水陆棚向浅水陆棚过渡,富有机质页岩逐渐减薄。岩性主要为硅质页岩、碳质页岩、钙质页岩、粉砂质泥岩及灰黑色泥岩等。富有机质页岩矿物组分中以石英、碳酸盐岩和黄铁矿等脆性矿物为主。有机地化分析显示,鄂西地区牛蹄塘组有机质类型为Ⅰ型干酪根,烃源岩TOC值范围为2~8%,平均约3%,出现两个高值区,分别为宜昌-秭归地区和鹤峰-恩施地区。Ro值范围为2.7~3.6%,处于过成熟阶段,以生干气为主。页岩孔隙类型主要为粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂隙,孔径主要分布在0.01~50μm之间,是页岩气储集的主要空间。鄂西地区牛蹄塘组上部及上覆石牌组主要以泥岩和灰岩为主,盖层厚度大,范围广、具有良好的封闭性,盖层条件良好;牛蹄塘组下部以灯影组白云岩为主,厚度大,封闭性强,能有效阻止页岩气的散失,底板条件良好。良好的顶底板条件和盖层条件,加上较稳定的构造环境,揭示鄂西地区牛蹄塘组将是一个具有巨大勘探和开发前景的页岩气远景区。