本文研究目标区为四川盆地东南缘，大部位于贵州省境内，具有较大的页岩气资源潜力。以纳米孔隙特征为中心，通过对下古生界两套富有机质泥页岩（牛蹄塘组和龙马溪组）进行的系统研究，探索了多种纳米孔隙表征方法在页岩气储层研究中的应用;确定了牛蹄塘组页岩样品在进行低压N2吸附实验时合适的测试条件;探讨了牛蹄塘组页岩气储层纳米孔隙特征及影响因素;对比研究了下古生界龙马溪组和牛蹄塘组页岩孔隙分布特征;讨论了页岩气储层孔隙连通性的表征及孔隙连通性对页岩气勘探开发的意义。主要成果分述如下:　　首先，通过对多种纳米孔隙表征方法的实践探索，分析和总结了各种方法的优缺点及适用性，并将页岩气储层孔隙表征方法初步划分为局域分析技术和统计分析技术两类。局域分析技术主要包括原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜、纳米X射线断层成像技术等;统计分析技术主要有气体吸附法、压汞法、小角中子散射及小角X射线散射等。目前这些技术方法多数都已较为成熟地应用于页岩气储层的各方面研究中，但仍有一些材料科学领域应用广泛的技术方法（如SANS、SAXS等）在页岩气方面的应用还比较少。因此，不仅要不断探索应用新的技术方法来完善页岩气储层纳米孔隙的表征，也要综合利用多种技术方法，取长补短，为页岩气储层孔隙评价提供丰富而准确的数据资料。　　其次，通过对牛蹄塘组页岩样品进行不同粒径及不同脱气温度条件下的低压N2吸附研究，确定了牛蹄塘组页岩合适的粒径和温度条件。粒径对测试结果的影响表明粒径过大不利于获取样品中的真实孔隙特征，粒径减小能够增加样品的孔隙连通性，有利于获取样品的真实孔隙特征，建议在相同条件下选择＜0.074mm的粒级对牛蹄塘组页岩进行低压N2吸附实验。不同脱气温度对测试结果的影响表明脱气温度过低不能完全去除样品中的自由水，脱气温度过高又会造成样品中物质（尤其是有机质）的改变。因此，为保证样品能够完全脱去自由水及易挥发份并且不改变样品自身的物质组成和性质，建议在150℃左右条件下进行脱气。　　第三，通过分析牛蹄塘组页岩钻孔样品的沉积环境、物质组成、演化历史及其与孔隙特征的关系，探讨了页岩气储层纳米孔隙特征的影响因素及影响规律。研究结果显示牛蹄塘组页岩均存在微孔、介孔、大孔这三类孔隙，其中微孔主要存在于有机质中，介孔主要存在于石英和有机质-粘土聚集体中，并且介孔贡献了纳米孔体积的60-70％，是纳米孔隙的主要组成部分。平均孔径随埋深增加有减小趋势，可能是TOC含量的增加造成的。另外，有机质孔隙在牛蹄塘组中上部发育较下部更为广泛，而有机质-粘土聚集体中的孔隙则在牛蹄塘组下部更为发育，且具有一定的方向性。这种孔隙分布的垂向差异可以归因于沉积环境、物质组成的非均质性、成岩演化过程、构造运动等多个因素。　　第四，通过对牛蹄塘组和龙马溪组页岩储层的孔隙分布特征对比研究发现:龙马溪组页岩储层中纳米孔隙主要存在于有机质中，而牛蹄塘组页岩中纳米孔隙主要存在于粘土矿物或有机质-粘土聚集体中，有机质孔隙发育较少。这两套页岩孔隙分布位置的差异很大程度上是由储层的热演化过程和构造发育情况造成的，也是两套地层含气性差异的主要原因。在牛蹄塘组页岩和龙马溪组页岩储层中，介孔均是最重要的孔隙组成部分;在微孔和介孔范围，小于20nm的孔隙比20-50nm的孔隙具有更强的含气潜力。龙马溪组页岩由于有机质孔隙较好的连通性，在压裂时这些孔隙能够被较好的连通，从而获得较好的页岩气产量。而牛蹄塘组页岩中大量的小于20nm的孔隙存在于有机质-粘土聚集体中，由于粘土片层的保护并且孔隙孔径较小，很难通过水力压裂来连通这些孔隙。因此，认为孔隙分布特征的差异是龙马溪组页岩含气性优于牛蹄塘组页岩的主要原因。　　最后，通过采用低压N2吸附来表征页岩气储层孔隙连通性，揭示了孔隙连通性对页岩气勘探开发的意义。不同粒径样品的孔体积变化特征表明低压N2吸附能够初步定性表征页岩气储层的孔隙连通性;龙马溪组页岩比牛蹄塘组页岩具有更好的孔隙连通性，这也是目前牛蹄塘组页岩产气性不如龙马溪组页岩的原因之一。　　本论文通过对页岩气储层纳米孔隙特征的系统研究，揭示了页岩气储层中各类纳米孔隙的形成机理和演化过程，分析了纳米孔隙结构的主要控制因素及影响规律，归纳了纳米孔隙对页岩气的生成、储集、运移及勘探开发等方面影响，为中国页岩气的勘探开发提供了可靠的科学依据。