继四川盆地奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气获得重大突破后,寒武系页岩分布范围广、厚度大、有机质丰度高,将是我国南方高–过成熟海相页岩气勘探开发的重要接替领域。近年来,寒武系页岩气勘探在湖北宜昌、四川威远等地区多口钻井获得工业气流,展示了良好的勘探前景,但是迄今为止对其页岩储层发育孔隙特征及其主控因素的认识仍然还很薄弱,制约着进一步的有效勘探开发。本论文选取宜昌地区寒武系水井沱组ZK003井的岩芯样品,通过开展岩石小柱体吸水实验、氦孔隙度测试和低温氮气吸附实验,系统对比研究该钻井剖面在纵向上不同层段页岩储层吸水特征和孔隙结构特征,并结合XRD矿物组成和有机碳含量,进一步探讨和评价影响富有机质层段页岩储层孔隙结构差异的主控因素和顶底板条件对页岩气保存的影响,结合研究区内已报道的钻井现场水井沱组页岩解析含气量测试结果,初步预测宜昌地区寒武系页岩气勘探开发的有利层段。具体取得了以下几点认识:(1)宜昌地区下寒武统不同层段页岩吸水特征存在显著的差异,在纵向上具有明显的四分性,页岩吸水量、孔隙度和孔隙结构参数与其矿物组成和TOC含量等均具有良好的对应关系。水井沱组富有机质层段底部第一层段和上覆第四层段TOC含量平均值均小于1.0%,平均吸水量分别为3.8mg/g岩石和5.4mg/g岩石,孔隙度平均为1.0%和1.5%;富有机质第二层段和第三层段页岩TOC含量平均分别为5.0%和3.4%,吸水量平均分别为14.9mg/g岩石和16.0mg/g岩石,孔隙度平均为3.2%和4.1%,且富有机质层段页岩吸水量与氦孔隙度之间具有很好的正相关关系,其中TOC含量较低的第三层段页岩吸水量、孔隙度要比TOC较高的第二层段略高,黏土矿物第三层段高于第二层段。(2)低温氮气吸附实验结果表明,寒武系水井沱组页岩孔径小,以微孔和介孔为主,页岩中发育的纳米级微孔和介孔对页岩气保存、孔隙网络连通性起重要作用。水井沱组贫有机质第一层段和第四层段均具有较小的比表面积和孔体积,富有机质二层段和三层段泥页岩平均比表面积分别为19.4m²/g和17.5m²/g,平均孔体积分别为17.3ul/g和18.1ul/g,主要发育孔径范围在3/t和5.5m³/t,初步认为鄂西宜昌地区水井沱组富有机质第三层段页岩是该地区页岩气勘探的优质储层。