四川盆地海相页岩气资源丰富，经过10余年的勘探开发，四川盆地及其周缘地区已经建成了3个国家级页岩气示范区，目前已成功实现中深层（埋深小于3 500 m）页岩气的商业化、规模化开发。四川盆地南部地区（以下简称川南地区）上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩气（埋深3 500～4 500 m）资源量6.6×1012 m~3，勘探开发潜力巨大，是“十四五”我国页岩气规模上产的重要领域。川南地区深层页岩气埋藏深，受温度和压力高、应力与应力差大等复杂地质工程条件影响，要实现高质量发展，面临着诸多挑战。为此，在系统总结川南地区深层页岩气勘探开发新进展与成效的基础上，深入剖析了其目前面临的问题与挑战，并提出了下一步攻关方向。研究结果表明：（1）通过前期探索实践与自主创新，形成了以“五好”（选好区、定好井、钻好井、压好井、管好井）为核心的页岩气勘探开发关键技术，建立了高产井培育模式，支撑了川南地区深层页岩气的规模效益开发；（2）通过系统分析认为，深层页岩气勘探开发在基础理论、关键技术和管理模式“三大领域”仍面临着一系列挑战；（3）面对挑战，需深化勘探开发相关基础理论研究、持续完善关键主体技术、坚持创新机制体制与管理模式。结论认为，通过多年的持续攻关和先导试验，基本形成了与川南地区深层页岩气工况相适应的勘探开发主体技术，提交了首个深层页岩气万亿立方米储量，优选了首个深层页岩气百亿立方米上产区块，取得了深层页岩气勘探开发的重大进展，坚定了向深层页岩气勘探开发的信心和决心，对中国页岩气产业的快速发展具有重要的指导意义。