本论文以沉积学、石油地质学、构造地质学、储层地质学、地震地层学以及测并地质学等理论为基础,通过构造精细描述、圈闭评价、沉积微相分析、砂体展布规律、储层特征以及气藏特征研究,运用权重理论以及灰色关联度分析方法,对大庆长垣南部黑帝庙浅层天然气藏的有利勘探区块进行综合评价。研究认为:（1）工区内主要的构造带是葡萄花构造带和葡西鼻状构造带;断裂在平面上呈断裂密集带展布,以北西向为主,北东东向断裂为调节北西向构造变形的产物;一直延伸到黑帝庙油层的断层是天然气运移的主要通道,天然气的聚集成藏与断层分布关系密切。（2）嫩3¹-嫩3²沉积相以半深湖-深湖为主,嫩3³沉积时湖盆收缩,葡北和葡南地区其沉积相由半深湖-深湖转变为三角洲前缘亚相;嫩四段沉积时湖盆继续萎缩,河流影响加大,属三角洲前缘亚相,三角洲前缘水下分流河道微相极为发育。工区内发育的主要沉积微相有水下分流河道、分流间湾、河口坝和远砂坝。（3）葡北和敖包塔地区的砂体分布较好,葡南地区较差;从横向上看,单砂体都比较孤立,连通性差。从层位上看,嫩四段的砂体要比嫩三段好,除嫩3³外,嫩三段砂体基本不发育。（4）砂岩储层骨架颗粒以长石、岩屑为主,以粉、细砂结构为特征。颗粒圆度多变,分选为好至中等,处于早成岩阶段,为高孔、高渗储集层,有利于天然气聚集成藏。（5）天然气主要来自于嫩江组一段和青山口组源岩,少量来自于其它层位的烃源岩。天然气因超压从源岩中释放,沿着开启的T₁-T₀₆或T₂-T₀₆断层向上运移至黑帝庙油层的断鼻和断层—岩性圈闭中聚集成藏,或者是天然气进入黑帝庙油层后沿砂体做短距离的侧向运移进入构造—岩性或层状背斜圈闭中聚集成藏。