基于四川盆地东南部(简称川东南)南川地区钻井、测井、录井、实验和试气等资料,通过对二叠系茅口组一段(简称茅一段)生烃潜力、天然气成因、赋存状态、运移特征、保存条件、孔缝特征和成藏演化等方面开展系统研究,探讨茅一段泥灰岩组合非常规天然气富集高产主控因素和成藏模式。研究表明:(1)茅一段非常规天然气富集高产主要受控于3个因素:富碳组构控制生烃潜力、良好保存条件控制富集、天然裂缝控制产量规模;(2)茅一段富碳组构碳酸盐岩生气潜力大,具有自生自储特征,奠定了天然气成藏的物质基础;(3)天然气赋存状态以游离气为主,易发生横向运移,因此良好的保存条件是天然气富集的关键;正向构造更利于天然气汇聚成藏,单斜区茅一段自封闭及其顶底板封隔共同构筑良好的封存箱,也可滞留成藏;(4)天然裂缝为天然气主要储集空间和渗流通道,是控制产量的核心要素,裂缝越发育,越利于优质孔隙-裂缝型储层的形成以及天然气的富集成藏;(5)茅一段非常规天然气成藏模式为“自生自储、保存条件控富、裂缝控产”;(6)找准保存条件较好的裂缝发育区是勘探成功的关键,实施水平井分段酸化压裂是增产提效的重要手段。研究成果对深化川东南地区茅一段天然气富集规律认识、指导新类型非常规天然气高效勘探开发具有重要参考借鉴意义。