鄂尔多斯盆地发育多套富含有机质的泥页岩,其中上古生界山西组泥页岩分布广泛、累积厚度大,是我国北方页岩气勘探开发的主要目标层位之一。本文以钻井岩心为基础,通过扫描电镜、场发射扫描电镜对页岩孔隙形貌特征进行了直观定性观察,并借助图像定量识别技术、N₂吸附、CO₂吸附、高压压汞以及核磁共振等实验技术对页岩孔隙结构特征进行定量表征,综合以上多种孔隙定量分析方法以及页岩岩相划分结果,实现了不同岩相页岩全尺度孔隙结构定量表征,并根据分形模型阐述了页岩不同尺度孔隙分形特征,确定了研究区页岩优势孔隙划分标准,优选了研究区最为有利的岩相类型;查明了页岩不同尺度孔隙发育的主控因素,并探讨了鄂尔多斯盆地东部山西组页岩孔隙演化模式。研究表明:研究区山西组页岩孔隙主要发育5种类型:粘土矿物层间孔、粒内孔、粒间孔、有机质孔以及微裂缝,其中粘土矿物层间孔最为发育,有机质孔相对海相页岩欠发育;页岩全孔径分布呈多峰态,主要孔径分布范围为0.45⁰.65nm、0.75⁰.95nm、3⁵nm、10⁵0nm,10³0um,以介孔和宏孔为主,页岩孔体积主要由介孔和宏孔贡献,比表面积主要由页岩微孔和介孔贡献;孔隙形态多为狭缝型平板孔、四面开口锥型平板孔;区内山西组束缚水含量高,平均95.7%,有效孔隙度低,平均0.76%;宏孔分形维数较高,平均2.8,介孔分形维数相对较低,平均2.67,宏孔孔隙结构比介孔更复杂;页岩孔隙分形维数越大,其孔隙度、渗透率、孔体积、孔径等结构参数越小,而比表面积越大。研究区山西组I类孔隙,孔隙结构参数最好,孔隙度大于3.5%,孔体积大于0.035ml/g,比表面积高于12m²/g;II类孔隙,其结构参数次好,孔隙度介于2.5³.5%之间,孔体积0.018⁰.035ml/g,比表面积介于9¹2m²/g,III类孔隙,其孔隙结构最差,孔隙度<2.5%,孔体积<0.018ml/g,比表面积<9 m²/g;研究认为山西组富有机质含粘土硅质页岩岩相孔隙结构参数最优。页岩微孔、介孔与宏孔的发育分别受控于有机质含量、石英及粘土矿物含量;随热演化成熟度增加,页岩孔隙度和孔体积并非呈线性增加,当Ro超过3.1%后,页岩孔隙度和孔体积出现减小趋势;页岩孔隙演化可划分为5个阶段:快速压实阶段、生烃溶蚀阶段、降解生气阶段、二次裂解阶段、碳化压实阶段,其中二次裂解阶段对页岩气生成和储集最为有利。