论文以沁水盆地榆社-武乡区块上古生界富有机质泥页岩为研究对象,通过运用多种地质学科相关理论,结合相关实验测试手段,采用野外调查—室内测试—理论研究—注重应用的总体研究方案,全面分析了该区目标层段泥页岩的沉积展布、有机地化以及储层特征,并对研究区海陆过渡相页岩气的资源潜力和有利区分布做了初步评价。论文取得的主要认识如下:1.研究区上古生界含煤岩系为一套陆表浅海背景下的碳酸盐岩台地、潮坪、泻湖、三角洲和内陆河湖沉积体系组合。本溪组、太原组与山西组沉积地层共划分出三个三级层序,垂向上包括四个含泥页岩层段。其中,第II层段泥页岩全区发育最好,厚度15.83~80.68m,平均49.03m,泥地比平均0.63。2.研究区页岩的有机质类型主要为III型。第I层段页岩TOC为0.32~11.4%,平均为1.84%,R_o为1.46~1.72%,平均1.56%;第II层段页岩TOC较高,平均3.77%,R_o平均1.66%;第III层段页岩TOC为1.26~3.21%,平均1.85%,R_o平均为1.56%;第IV层段页岩TOC平均为2.65%,R_o平均为1.56%。研究区各层段泥页岩均达到高成熟阶段,对于III型干酪根而言,利于甲烷的大量生成。3.研究区四个层段泥页岩岩相类型以黑色炭质页岩相、粉砂质页岩相、泥岩-粉砂岩岩相为代表,主要矿物为黏土矿物和石英。其中,石英含量平均35.7%,黏土矿物含量平均46.6%,主要由伊蒙混层、高岭石及伊利石构成。各层段泥页岩脆性较好,脆性指数主体位于40%~60%之间,具有良好的可压裂性和开采潜力。泥页岩中有机孔、无机孔和微裂缝较为发育,孔隙发育的集中程度变化大,形态多样;有机质颗粒和黏土矿物均发育微米级微裂缝,其形态、大小、长度各异,部分被矿物充填。泥页岩孔隙开放程度普遍较高,以微孔和介孔最为发育,主孔径为2~4nm和40~60nm。页岩BET比表面积平均为11.11m~2/g,BJH总孔体积平均为0.021cm~3/g,孔径介于6.54~13.63nm之间,平均8.69nm。4.基于研究区勘探实际,利用体积法预估研究区四个层段过渡相页岩气资源量为1734.19×10~8m~3;通过综合分析,针对四个层段优选出四个有利区,除第二层段有利区基本覆盖全区外,其余三个层段有利区均位于勘查区北部,集中分布于阳光占-石匣一带。