我国二叠系地层岩相纵横向变化大,页岩单层厚度薄,常与煤、砂岩互层,导致页岩气、煤层气和致密砂岩气叠置成藏,具有重要的研究意义。本文以鄂尔多斯盆地东北部太原组和山西组、黔西地区龙潭组页岩为对象,基于实验测试与分析、气测录井、现场解吸、完井地质报告和测井解释资料,阐明研究区页岩地质特征,探讨地质历史时期页岩含气量演化、页岩气赋存特征与影响机理,根据研究区岩性组合、沉积相、生烃特征、孔隙演化和构造特征,分析研究区页岩气富集条件与主控因素,建立页岩气富集模式。本次研究主要取得以下认识:(1)基于热模拟实验、R_o测定、岩石热解分析和logistic模型建立热演化生气量模型,通过生烃潜力指数建立排烃模型,根据温度、压力和TOC建立吸附气量模型,从而实现热演化生气量、原地气量、吸附气量和游离气量的计算。地层深度增加过程中,吸附气量受温度、压力和TOC共同控制,呈现先升高后降低的趋势,前期压力起主导作用,后期温度起主导作用,TOC对后期吸附气量的降低具有抑制作用。在地质演化历史中,地层沉降促进有机质生烃,产生的气体首先以吸附态存在,当满足最大吸附能力后,以游离态存在,地层抬升导致游离态气体向吸附态转化。(2)页岩气赋存受生烃能力、排烃作用和吸附能力共同控制。TOC和氢指数越高,生烃能力越强;排烃作用受生烃潜力指数控制;吸附能力随样品TOC升高而增强,来源地区对样品吸附能力无显著影响,研究区地温梯度越低,地压梯度越高,吸附气量越大,当TOC处于1wt%～9wt%之间时,最大吸附气量对应深度处于600～1100 m之间。分析研究区页岩地质条件,结果表明黔西地区整体生烃和吸附能力更强,两个地区排烃效率相差不大,游离气量存在明显差异,需结合研究区页岩TOC、氢指数、地温梯度、地压梯度和深度具体分析。(3)研究区二叠系沼泽、泻湖沉积环境中与煤层相邻的页岩以及碳质泥岩含气性较好。Ⅲ型干酪根页岩开始大量生气态烃的成熟度为1.6%,相应深度分别约为2265 m(鄂尔多斯盆地东北部)和1050 m(黔西地区)。孔隙演化受有机质生烃、黏土矿物转化和压实作用共同控制,R_o<1.6%和R_o>3.0%时孔隙减少,1.6%<R_o<3.0%时孔隙增多,不同阶段孔隙演化主控因素存在明显差异。当成熟度适宜时(2.5%左右),鄂尔多斯盆地东北部太原组和山西组构造斜坡沼泽,泻湖—沼泽沉积中与煤层相邻的页岩以及碳质泥岩可形成页岩气富集;在考虑成熟度、沉积环境与岩性组合的基础上,较高的裂缝发育程度和良好的断层封闭性有利于黔西地区龙潭组页岩气的保存与富集。