四川盆地及周缘下古生界五峰—龙马溪组页岩是我国南方海相页岩气勘探开发的主力层系,目前已在川东南地区成功实现了大规模商业开发。深入研究页岩储层孔隙演化及其对含气性控制是页岩气成藏评价的关键及甜点预测的基础。本论文以五峰—龙马溪组页岩及华北下马岭组页岩为研究对象,在综合分析地化特征、岩石矿物学特征、孔隙结构及含气性特征基础上,明确了页岩生烃演化过程,阐明了页岩气成因机理,揭示了高—过成熟海相页岩生烃全过程孔隙演化及不同类型孔隙形成机制,并阐明了含气性与孔隙演化耦合关系。南方高—过成熟海相页岩干酪根热解生气和滞留烃/沥青裂解生气在生气母质和时间上接力匹配,形成联合供气模式,保证了高—过成熟海相页岩气气源供给的时效性和高效性。页岩气供给主要有两个来源,一是干酪根裂解生气,主要生气时机Ro<1.6%,高峰期Ro:1.1%～1.6%;二是滞留烃/沥青裂解生气,是页岩气气源供给的主体,生气高峰期Ro:2.5%～3.2%;高—过演化程度下重烃气裂解,进一步补充甲烷气体含量。页岩储层孔隙演化受成岩、生烃作用共同控制,低演化阶段（Ro<0.7%）成岩对孔隙发育起主要作用,高演化阶段孔隙演化主要受生烃作用控制,整体上孔体积与比表面积随热演化程度升高呈现先增加后减小趋势,生烃全过程孔隙演化发育2个高峰:干酪根生气结束期、滞留烃/沥青生气高峰期是孔隙发育最好时期。页岩储层不同类型孔隙形成机制不同,有机质孔作为页岩气最为主要储集空间,其形成演化受生烃作用控制,干酪根内部有机质孔是热解生油及裂解生气的结果,迁移有机质孔主要为后期裂解生气作用产生的气泡状/海绵状孔隙;溶蚀孔隙主要发生在碳酸盐矿物内部,是干酪根成熟阶段大量生油气过程中产生有机酸,随水体运移至易溶矿物方解石/白云石颗粒表面,发生局部溶解而产生粒内溶蚀孔;矿物粒间孔或晶间孔主要为受压实作用及迁移有机质充填后的残余孔隙。孔隙演化过程中伴随着含气量及赋存状态的变化。页岩气赋存状态经历生物化学游离气阶段、热解吸附气阶段、裂解游离气阶段及游离气吸附阶段四个演化过程;吸附气与游离气含量随孔隙结构演化而表现出不同变化趋势,早期吸附气经历快速→缓慢增加过程,游离气增加相对缓慢,吸附气含量大于游离气含量,后期随着滞留烃大量裂解生气,游离气量迅速增加,晚期抬升游离气发生吸附,游离气量有所减少,但仍占主体地位;孔隙发育程度及结构特征控制着含气性,含气性导致的异常高压有利于孔隙保存,含气性与孔隙演化二者在时空上具有耦合作用。