上扬子地区下寒武统页岩有机碳含量高、厚度大、分布广泛，是我国页岩气勘探开发的主力目标层位之一。然而这套页岩成熟度高、埋深大，在四川盆地以外的地区普遍经历了褶皱与断裂，对其页岩气潜力一直存在不同的认识。本论文基于人工热模拟样品和地质样品，研究了页岩孔隙结构在成熟过程中的演化特征、上扬子区三口井下寒武统页岩的储集物性、含气性及主控因素。本论文取得了如下主要成果与认识:　　(1)在成熟过程中页岩纳米级孔隙的演化受矿物及有机质孔隙发育的双重制约。页岩孔隙体积随成熟度增加而增加直至镜质组反射率(VRo)达到3.5％。这主要与有机质孔隙的大量形成有关，但黏土矿物孔隙在成熟过程中持续减少。在更高的成熟度水平，页岩孔体积开始减小，这是由于有机质孔隙开始遭到破坏。但是即使VRo高达3.5-4.0％，页岩的纳米级孔隙结构并没有发生根本性改变。结合页岩生气和纳米级孔隙演化的特征，有机质孔隙的形成和演化可以划分为三个阶段:形成阶段(0.6≤VRo≤2.0％);发展阶段（2.0＜VRo≤3.5％）;破坏阶段(VRo＞3.5％)。上扬子地区下寒武统页岩等效镜质组反射率EqRo主体在3.0-4.0％范围内，其成熟度水平一般不会影响其储集物性。　　(2)场发射扫描电镜观察表明，下寒武统页岩中广泛发育纳米级孔隙和微裂缝，孔隙类型包括有机质孔隙和矿物粒间/粒内孔隙，孔径主体在100 nm以下。氦气孔隙度主值区间为2.0-4.0％，平均值3.43％。TOC是页岩孔隙度、比表面积及微孔体积的重要控制因素，每克有机碳对页岩总孔隙度的贡献为0.29-0.74％，对应有机质孔隙度（定义为有机质孔体积与有机质总体积的比值）为14.5-37％左右。随着TOC的升高，页岩平均孔径变小，表明有机质中更倾向于发育更小的孔隙。但是过高的TOC降低了页岩的机械强度，也会导致较大的孔隙更容易被压实。川中、渝东南及黔南地区三口井的下寒武统页岩具有不同的孔隙特征，这主要是TOC和矿物组成的差异导致了孔隙的发育和保存状况不同。这种情况预示上扬子不同地区的下寒武统页岩可能具有不同的储集物性，其对含气性与页岩气勘探潜力的影响需结合具体的地质地球化学特征进行综合评价。　　(3)高压甲烷吸附实验表明，页岩（TOC为3.49-5.85％）的Langmiur最大吸附量为1.967-3.359 cm3/g(STP)，并且与TOC具有正相关性，与温度具有负相关性。吸附甲烷地质模型表明，甲烷吸附量的最大值出现在埋深约800m处，其后随埋深进一步增加逐渐减小，在埋深约7600 m(185.9℃)时吸附甲烷消失，这是由于过高的地层温度所致。地层压力系数对吸附甲烷的影响较小，随压力系数增加甲烷吸附量仅轻微变大。游离气地质模型表明，在4000m以浅地层，游离气含量随埋深增大而快速增加，在4000 m以深地层其增长趋于平缓。孔隙度和地层压力系数是影响游离气的主控因素，孔隙度和压力系数越大，游离气数量越大。　　(4)含气性地质模型表明，南方下寒武统页岩理论上具备较强的储气能力，孔隙度、地层压力系数及埋藏深度是影响其含气性的主控因素。因此，南方下寒武统页岩气的勘探方向应是页岩气保存条件完好的地区，尤其是超压储层和构造相当稳定的盆地深层可能具有较高的含气量与游离气含量，应是下寒武统页岩气下一步勘探的重点领域。