针对致密泥质灰岩开发存在储层孔渗低、地层破裂压力高等问题,选取四川盆地东南缘平桥地区二叠系茅口组底部的含气致密泥质灰岩,开展酸化前后孔缝特征的对比实验研究。采用核磁共振、扫描电镜和CT等方法,从纳米到微米尺度定量表征泥质灰岩酸化前后孔隙体积、孔隙度和孔径分布等微观结构差异,分析酸化作用对岩心微观结构的影响,揭示酸化效果的主控因素。研究表明:1)酸化作用致使岩石的孔隙分布与孔隙度发生显著变化,3种岩相灰岩的酸化响应特征存在差异。酸化溶蚀作用主要发生于含泥灰岩的岩石表面,酸液渗透运移距离相对较短;而在泥质灰岩与白云质灰岩中,酸液渗透距离较远,其中泥质灰岩酸化后核磁测试孔隙度最高增加27倍,为酸化最有利岩相。2)核磁与扫描电镜测试显示,酸化作用促使面孔率提升2.5~50.7倍,100 nm以下、400~1 600 nm以及30~200μm的孔隙占比大幅增大。CT结果显示,孔径<100μm的孔隙体积提高3倍,100~500μm的孔隙体积增加1.3倍。3)孔隙度增量与黏土矿物、白云石及有机碳含量呈显著正相关关系。岩相对酸化效果具有控制作用,矿物赋存状态及孔缝结构特征是酸化效果产生差异的主控因素。4)酸化时间应选在孔隙出现闭合之前。该研究成果可为平桥地区茅口组含气泥质灰岩酸处理改造预测及酸化压裂施工方案设计提供技术支撑。