浅层气因具有勘探开发成本低、投资少、风险小等特点而具有较好的经济效益。然而,浅层气保存机理研究相对不足制约着浅层气的勘探与开发。济阳坳陷浅层天然气潜力巨大,已探明浅层气储量占总天然气储量超过60%。为了探究济阳坳陷浅层天然气保存机理,以三合村洼陷浅层盖层与断层为研究对象,在明确盖层宏观发育特征的基础上,综合不同实验方法对盖层孔隙结构定量表征,探讨孔隙结构主控因素。利用地震解释结果及测井数据,计算断层活动速率并建立断面岩性、滑动趋势与膨胀趋势三维地质模型。结合天然气成藏时间以及现今浅层气分布特征,揭示了盖层与断层对浅层气保存的控制作用。主要取得以下认识:研究区浅层气盖层为发育在馆陶组顶部的泥质岩盖层。宏观上,自北向南盖层厚度逐渐减薄,地层中黏土矿物比例逐渐降低。盖层中主要矿物包括石英、钾长石、斜长石（钠长石为主）以及黏土矿物,部分富粉砂泥岩中含有数量不等的碳酸盐矿物（方解石为主）。黏土矿物以伊蒙混层为主,另含少量高岭石、伊利石以及绿泥石。盖层中主要孔隙类型包括刚性矿物颗粒与黏土矿物之间粒间孔,刚性矿物颗粒之间粒间孔,矿物内部溶蚀成因粒内孔和黏土矿物孔。盖层孔隙结构受矿物组成以及成岩压实、溶蚀以及胶结作用影响。刚性矿物（主要为石英、钾长石、钠长石）比例增加,粒间孔隙得到更好保存,孔隙度较大。孔隙幂律分布特征及形态特征表明,不同刚性颗粒含量下,不同压实作用改变粒间孔隙孔径分布特征与形态特征。溶蚀作用控制钠长石与钾长石中次生孔隙形成,溶蚀程度受矿物类型以及盖层黏土矿物含量影响。碳酸盐矿物发育对盖层孔隙度降低具有积极作用。含碳酸盐矿物盖层中孔隙面积大于10~7 nm~2的颗粒间粒间孔隙显著减少。三合村洼陷内断层以北东-南西向为主,断面倾角集中在45°-65°。洼陷内断层活动速率自新近系以来普遍较低,至明化镇组沉积时期趋于停止,断层普遍未断至明化镇组顶部。利用Petrel和Traptester软件对断面黏土矿物含量、膨胀趋势以及滑动趋势的空间分布特征进行刻画。区域盖层之下与储层相接断面的黏土矿物含量受断距控制,断面黏土矿物含量向断距高值区逐渐增加。断面滑动趋势与膨胀趋势受断面倾向、倾角以及埋深影响。现今应力下,北东-南西向与北西-南东向,倾角60°-90°的断层具有较高滑动趋势,近东-西向,倾角45°-90°的断层具有较高的膨胀趋势。随着埋深增加,断面滑动趋势减小而膨胀趋势增加。盖层黏土矿物含量是影响盖层封闭能力的主要因素,刚性矿物,特别是富含溶蚀性孔隙矿物,增加导致盖层封闭能力显著降低,碳酸盐矿物对盖层封闭能力提升有限。宏观上,天然气主要发育在地层黏土矿物比例超过0.4,累计泥岩厚度超过60 m的区域盖层之下。天然气充注发生在距今3 Ma至今,晚于断层活动时间,断裂活动不影响浅层天然气保存。通过详细解剖气藏,对比封闭断层与不封闭断面黏土矿物含量、膨胀趋势与滑动趋势后发现:研究区断面滑动趋势整体较小,对断面封闭能力没有显著影响,断面膨胀趋势与黏土矿物含量共同影响断面封闭能力。在盖层质量良好的情况下,断层断面膨胀趋势小,断面黏土矿物含量较高部位对上、下两盘储层均具有较好的封堵性,是天然气保存的有利区。反之,断层封堵性差,但若断层上盘形成逆牵引背斜,为天然气聚集提供圈闭条件,也可形成紧邻断层的气藏。