本论文以中国南方古生界不同时代、不同成熟度页岩和部分塔里木盆地中上奥陶统高成熟度萨尔干页岩为模拟样品，分别采用无水开放式石英管热模拟方法和半封闭体系烃-水-岩相互作用热模拟系统对不同成熟度阶段的页岩进行高温高压热模拟实验，在应用氦孔隙度测试法、高压压汞实验、低温氮气吸附法和场发射扫描电镜等测试技术对不同温压条件下的模拟样品进行测试分析，以研究页岩高温高压模拟下的孔隙结构变化特征以及影响页岩孔隙结构演化的控制因素。取得了以下主要认识:　　1.热模拟实验结果表明，页岩孔隙度、渗透率在热演化过程中的变化规律受原始样品成熟度、有机质类型、矿物组成等多种因素的制约。模拟后页岩孔隙度的增大是由于热模拟后的有机质纳米孔进一步发育，孔隙形态趋于变化，孔隙尺寸趋于变大，各孔隙之间的连通性更强;矿物溶蚀孔、矿物内微裂缝、基质裂缝以及矿物与基质和有机质之间的微裂缝也明显增多，而这也必然伴随着渗透率的增加。另外，扫描电镜结果显示石英管高温热模拟可使部分矿物分解，如方解石的高温分解可形成残留孔隙，也有利于孔隙度渗透率的增加。　　2.不同成熟度页岩热模拟后的孔体积、比表面积和孔隙变化也有不同差异。过成熟牛蹄塘组和龙马溪组页岩开放式石英管热模拟后的孔容的增加与热模拟后介孔的增多和微裂缝的发育有关;低成熟大隆组页岩孔容主要由介孔和宏孔贡献，且石英管热模拟后样品各尺度大小孔隙均有增加，但以10～100nm之间的孔隙增加幅度最大。半封闭式烃水岩模拟结果显示有两个增加峰值分别介于3～6nm和10～100nm，小于10nm的孔隙是比表面积的主要载体;同时10～100nm的增加幅度相对于石英管模拟结果更为显著，这可能是由于流体环境会加速粘土矿物转化，形成更多晶间孔隙。这说明高温高压流体环境热模拟更有利于页岩孔隙的发育和孔隙演化。　　3.不同成熟度页岩的孔隙度与孔容有较好的正相关性，但不同尺度大小的孔隙对孔隙度的贡献却有差异，低成熟页岩以矿物粒间孔、溶蚀孔为主，高过成熟页岩以有机纳米孔为主，至很高成熟度阶段，纳米孔隙趋于破坏和坍塌，微孔减少，介孔增多，介孔孔容与孔隙度之间有很好的正相关关系。TOC含量和有机质成熟度是页岩比表面积的主要控制因素，随成熟度增加而形成的有机纳米孔隙是导致比表面积增大的主要原因;脆性矿物含量与页岩比表面积之间的相关性较小，显示溶蚀孔对比表面积的影响有限;粘土矿物对页岩比表面积的影响较为复杂，蒙脱石含有较高的比表面积，但随页岩成熟度增加，蒙脱石的伊利石化作用会降低其对页岩比表面积的贡献，但同时脱水收缩可形成裂缝或层间微孔隙，有利于比表面积增加。　　4.流体压力对页岩孔隙的影响与温度有关，本次模拟深层地质环境条件下的实验显示页岩孔隙结构未有本质性的改变，表明温度可能是控制页岩孔隙发育的主要因素。通过对萨尔干页岩的高温高压烃水岩热模拟实验讨论可知，在较高流体压力下(30～50MPa)，温度增加仍会促进有机质的生烃作用和热演化进程，孔容和比表面积趋于增加;而相同温度下，流体压力一定程度上也会促进页岩孔隙发育。中国南方古生界的页岩储层多具有埋深大、地层压力高、成熟度较高等特点，本文通过对不同页岩温控和温压共控模拟实验显示，深层地质环境下页岩孔隙的发育受温度、压力、流体成分等因素的共同影响，且温度是主要的控制因素，有机质和粘土矿物等无机矿物共同影响着页岩的孔隙演变过程。类似的研究不仅有利于揭示地层中天然气赋存的岩石类型和埋藏条件，而且在页岩不同孔隙类型随地层埋深演化规律认识的基础上，可能进一步判识有利于游离气、吸附气富集的载体和成熟区段，为泥页岩天然气资源的评价与勘探提供理论依据。