贵州省北部是我国海相页岩气重点勘探的区域之一。黔北地区寒武系牛蹄塘组分布广泛且储层厚度大,富含有机质,是海相页岩气勘探的有利储层。通过研究页岩孔隙结构特征及其演化可以更进一步认识复杂构造区页岩气成藏机理。通过野外勘察、文献调研、物理实验等研究方法,开展了黔北寒武系牛蹄塘组页岩孔隙特征及其演化研究。分别对黔北四口页岩气井的牛蹄塘组岩心进行了X射线衍射全岩分析测试（XRD）、有机碳含量（TOC）测试、热演化成熟测试（Eq VRo）,聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）、扫描电镜结合能谱（SEM-EDS）、光学显微镜、二氧化碳吸附实验、低温氮气吸附实验、高压压汞试验与古应力测试,对比分析了页岩孔隙结构与地化参数、矿物组成的关系。基于古应力测试与地质构造特征,将研究区划分为构造变形区与相对稳定的构造区,对比分析了不同构造强度区域页岩孔隙特征与储集物性,从宏、微观角度分析了构造作用对页岩储层含气性、孔隙结构特征与储集物性的影响,提出黔北复杂构造区牛蹄塘组页岩气富集区有逆断封堵,向斜成藏的特点,并综合分析并反演页岩成岩过程中孔隙结构特征的演化过程,提出对于黔北寒武系牛蹄塘组页岩气的勘探应着重于古隆起边缘与正向构造中的向斜构造带中进行,主要取得如下认识:研究区寒武系牛蹄塘组页岩基质矿物主要以脆性矿物为主,石英是主要的矿物成分,其次为长石、黄铁矿、碳酸盐矿物与黏土矿物等。碳酸盐矿物主要是方解石,黏土矿物主要为伊利石与伊利石/蒙皂石混层。页岩等效镜质体反射率Eq VRo分布于2.30%-3.74%之间,处于过成熟干生气阶段与过成熟-变质期阶段。干酪根类型包含腐泥I型、混合II型,主要以腐泥型I类干酪根为主。页岩主要发育有机质孔、粒间孔、粒内孔与微裂隙,矿物颗粒内部发育少量的溶蚀孔,孔隙形状主要是圆锥形、墨水瓶状、球状、椭圆状、串珠状孔隙。TOC含量5%左右时页岩平均孔径、比表面积、微孔体积、介孔-宏孔体积达到最大值,随着TOC含量的增加页岩平均孔径与孔体积减小。处于过成熟-变质期的页岩有机质孔趋于闭合,有机质丰度与热演化成熟度共同控制有机质孔的发育。脆性矿物作为页岩基质的刚性骨架能有效保护页岩基质脆性矿物颗粒边缘与内部的孔隙。黏土矿物内部孔隙在地质构造运动中易于被破坏与压实。构造变形区页岩热演化成熟度更高,发育介孔与宏孔,具有更高的平均孔径、总孔体积与介-宏孔隙体积百分比。相对构造稳定区页岩主要发育微孔隙,具有较高的TOC含量、比表面积、微孔体积与微孔隙体积百分比。地质构造运动对页岩介孔、宏孔的影响大于对微孔的影响,对游离气保存的影响大于吸附气的影响。具有深大断层、热液活动的复杂构造区不利于页岩气的富集。通过对比研究区页岩气井的地质构造条件、储层物性、孔隙结构特征、页岩储层含气性,提出黔北复杂构造区牛蹄塘组页岩气富集区有逆断封堵,向斜成藏的特点,其中主要是残留向斜成藏与逆断向斜成藏。牛蹄塘组孔隙结构演化具有阶段性特征,有机质热演化过程与黏土矿物成岩过程的相互作用对于页岩孔隙的形态结构具有重要影响。页岩处于早成岩期,有机质处于未成熟生油早期（0<Eq VRo<0.5%）,伊蒙混层含量低,页岩处于孔隙水快速脱水带,原始孔隙孔径较大但是总孔体积小,有机质变得粘稠并具有流动性;页岩基质生成凝析油与湿气,有机质热演化进入低-中成熟阶段（0.5%<Eq VRo<1.3%）,页岩基质微孔数量开始增加。当进入晚成岩期（Eq VRo>2.0%）,页岩基质液态烃二次裂解生成干气,有机质开始生成大量微孔隙,干酪根热解率降低,开始生成固体沥青,有机质孔隙生成速率降低,伊/蒙混层含量分别达到15%-20%时页岩的总孔体积与微孔体积分别达到最大值。在过成熟-变质期阶段（Eq VRo>3.0%）,微孔隙被固体沥青充填或在长期的构造作用下被压实破坏,有机质孔数量继续减少,微孔数量与体积减小,总孔体积减小,微裂缝数量增加。在变质期（Eq VRo>4.0%）,生烃停止,干酪根由于缩聚与芳构化作用逐渐演变为石墨,有机质中的微孔隙被固体沥青充填或被压实破坏,有机质孔隙数量减少,无机孔隙部分被压实或是被破坏,孔隙形状变得不规则。因此对于黔北寒武系牛蹄塘组页岩气的勘探应着重于页岩储层热演化处于成熟-过成熟阶段（2.0%<Eq VRo<3.0%）,需在古隆起边缘与正向构造中的向斜构造带中进行勘探。研究取得结论对进一步认识复杂构造区页岩气成藏机理,为我国南方复杂构造区寒武系牛蹄塘组页岩气的勘探与开发提供科学依据与理论指导。