本文在系统调研国内外页岩气理论及其勘探开发研究资料的基础上,充分收集了研究区及周缘各类油气地质基础资料、钻井及勘探开发数据。通过实施详细的野外地质调查,采用样品实验分析、钻井岩心观察与描述、测、录井解释、盆地模拟技术等方法,对川东南地区下志留统页岩气成藏条件进行了系统研究,并对页岩气资源潜力做了深入分析,预测了页岩气发育有利区。通过对研究区区域地质背景的研究,以及下志留统页岩野外露头的观测和系统取样,明确了页岩在区域上的发育展布特征,下志留统页岩主要沿川南和鄂西渝东两个深水陆棚沉积中心发育,富含有机质和笔石化石,厚度较大,主要分布在20～120m,是一套优质的烃源岩,复杂的构造演化使得下志留统页岩在区域上埋深变化较大,东南浅而西北深。通过对样品的分析化验,明确了下志留统页岩的有机地化特征,有机质以Ⅰ1型(标准腐泥型)干酪根为主,有机质丰度普遍大于1%,成熟度普遍大于2%,处于高成熟-过成熟阶段,已达或过生气高峰。通过岩心物性测试、薄片鉴定等实验,明确了页岩的储集空间类型及其特征,下志留统页岩具有大孔发育少,小孔发育多,孔隙度较大,渗透率小,喉道细,连通性差的特征,孔缝发育为页岩气提供了储集空间。通过等温吸附模拟实验,研究了页岩的吸附性特征,在一定温压条件下,页岩的吸附能力与有机质丰度具有很好的正相关关系,而粘土矿物的影响是次要的。根据单井测井资料,分析了泥页岩的测井响应特征,在常规测井曲线上总体表现为“四高三低”的特征,并据此提出了含气泥页岩储层定性识别的方法。主要从控制因素和评价指标等方面对研究区下志留统页岩气保存条件做了系统研究,下志留统页岩在达到生气高峰后,经历了燕山-喜山期强烈构造改造,构造运动引起的抬升剥蚀作用、断裂发育以及导致的封盖条件的变化,都将对页岩气聚集后的有效保存造成重大影响。根据研究提出了研究区及周缘下志留统页岩气保存条件的综合评价指标体系,认为下志留统页岩气保存条件总体偏差,局部较好。根据中国南方海相页岩的发育特征,提出了海相页岩气选区的参考标准,综合考虑各项参数指标,下志留统页岩气成藏条件总体上具有“四大二强一差”的特点,即页岩分布面积大、厚度大、有机质丰度大、成熟度大、储气能力强、脆性强,但保存条件差。采用综合信息叠合法进行有利区预测,认为沿黔江-石柱-武隆-綦江-赤水-兴文-泸洲-隆昌一带北东向展布的区域是研究区下志留统页岩气发育的有利区,面积为20976km2。提出了实验测试分析法、解吸法及测井解释法等三种页岩含气量的计算方法,并计算获得了部分下志留统页岩含气量,采用体积法计算有利区页岩气资源量为1.86×1012m3,显示出较大的页岩气资源勘探潜力。