页岩的孔隙结构是控制页岩含气性的直接因素,论文以南华北盆地下二叠统山西组和太原组海陆过渡相页岩为研究对象,在有机地球化学及矿物组分数据基础上,通过实验对页岩孔隙结构及其对含气性影响进行了定量分析,提出了新的分析含气结构方法,明确了各种孔隙对吸附气和游离气富集的贡献度。分析表明,总有机碳含量(TOC)及石英、黏土等矿物含量通过影响比表面和孔容对吸附相和游离相甲烷产生作用。其中,比表面分别与TOC和伊蒙混层含量呈明显的正相关关系,孔隙度与石英含量呈明显的正相关关系,但孔隙度随TOC和碳酸盐矿物增加而明显降低。虽然南华北盆地海陆过渡相页岩含气性影响因素多而复杂,但TOC是南华北盆地山西组和太原组页岩含气量的主控因素,其他因素与总含气量相关性相对较弱。针对吸附相和游离相甲烷赋存机理的差异,本文提出使用孔容-孔径数据分别计算游离气量和吸附气量的方法。基于低压氮气吸附和脱附曲线特征,将页岩孔隙简化为平板型和墨水瓶型两种基本类型。采用孔径占比判断和孔隙形态识别方法,提出了能够根据这两种孔隙形态计算页岩中游离气和吸附气量的模型。分析结果表明吸附气含量受微孔控制,微孔中吸附气含量可占72.73%~98.4%,平均94.18%。游离气含量富集在介孔中,可占19.07%~97%,平均86.72%。大孔对含气量贡献度最低,平均游离气含量占0.8%,平均吸附气含量占0.005%。通过对页岩中吸附相甲烷赋存条件和特征的梳理分析,确定单侧孔隙壁对吸附相甲烷的控制距离为1.52nm,孔隙中最大吸附相厚度为3.04nm,超过此距离范围甲烷则以游离相赋存。结合低压二氧化碳吸附、低压氮气吸附和高压压汞实验所获得的孔容-孔径分布数据,提出了游离气量和吸附气量及游吸比参数计算方法。与其他方法计算结果的对比分析表明,本文所提出通过孔容计算游离气量的方法较之现今通用的孔隙度计算游离气的方法更为准确,可以作为下限值对页岩气藏进行评价,但由于未考虑到页岩水及有效吸附位的影响,该方法计算的吸附气量一般偏大,游吸比偏小。研究成果和认识可用于页岩吸附微观机理、可采率、产能分析等多领域。