随着世界经济的快速发展,各国对能源的需求也越来越大,常规石油资源已不能满足石油需求的快速增长。油页岩作为一种理想的天然原油的补充和替代能源,已成为各国能源开发的重点。我国油页岩储量居于世界第2位,油页岩资源有着广阔的利用前景,寻求油页岩的有效开发与经济利用途径,对缓解能源供需矛盾,推动社会发展,具有重大的现实意义。本文以油页岩原位开采油气技术为背景,借助实验方法,对油页岩热解渗透及内部结构变化相关规律进行分析研究,研究内容和结论如下：1)油页岩不同温度下失重规律大致经历了三个阶段：第一阶段(室温～200℃)：此阶段的失重主要是由水分的析出引起的；第二阶段(200～600℃)：此阶段是油页岩热解的主要部分；第三阶段(600～900℃)：此阶段主要为碳酸盐的分解。升温速率对油页岩失重规律具有一定的影响,热解初始温度、最大热解速率和失重峰值温度随升温速率的升高呈上升趋势,而油页岩试样的失重率随着升温速率的升高表现为下降趋势。含水率的不同,造成100℃以前失重率的不同,含水率越大,升温所需能量越高,同时造成100℃以前温度升高的比较缓慢,在TG曲线上表现为随着含水率的增加,TG曲线右移。2)孔隙率随温度的升高呈增加趋势。由于热解作用影响的,油页岩受热分解,生成油气物质的析出使得油页岩内部形成大量的孔裂隙,所以在300～600℃温度段,油页岩的孔隙率得到了大幅增加,大庆油页岩的孔隙率增加了24.84%,延安油页岩的孔隙率增加了20.27%,此温度段油页岩的孔隙率增加的主要阶段。3)利用CT试验分析系统,对大庆和延安两个产地的油页岩在不同温度下岩石内部结构变化过程进行了观察和分析,得出油页岩内部结构变化的规律。油页岩内部结构发生明显的变化均发生在200℃以后,温度对油页岩内部结构的影响主要来源于两个方面：一方面由于矿物颗粒热膨胀的各向异性引起颗粒间变形不协调,另一方面油页岩热解产物释放过程产生的影响。4)基于分形理论对油页岩的内部结构变化规律进行研究,以大庆和延安两个产地油页岩样在不同温度下的空隙面积分布作为研究对象,并且对不同分形维数与其内部结构变化的相关规律进行了探讨。得出：200℃到600℃范围内,油页岩内部空隙分布符合分形规律。5)利用太原理工大学自主研制的高温三轴渗透试验台,对油页岩在原位应力状态下的随温度、流体压力变化的高温热解渗透特性进行了实验研究,得出大庆和延安油页岩的渗透率随温度的变化都存在一个临界温度,以临界温度为分界点,渗透率呈先降低后升高的趋势；大庆油页岩渗透率随孔隙压力升高呈现逐渐降低的趋势,延安油页岩渗透率随孔隙压力升高呈现上下波动的变化规律。