随着人类社会对矿产资源的需求量日益增多,全世界能源供求危机也日益增大,而作为非常规油气资源的页岩油气等成为一种重要的新型油气藏,它们的开发和利用越来越引起人们的关注。泥页岩地层内孔隙结构以纳米、微米级孔隙为主,微观孔隙结构的复杂性决定了其具有极低孔隙度,泥页岩的微观孔隙结构控制了油气的赋存状态、运移方式、流动机理以及富集规律等多个方面,也决定了其宏观力学性质的变化特征。因此研究高温作用下泥页岩的力学性质和孔隙结构特征,对解决深部钻井工程中井壁稳定问题,开发非常规油气藏具有重要意义。本文以大陆科学钻探松科二井深层泥页岩为研究对象,选取标准泥页岩样品开展高温作用下泥页岩力学性质和微观孔隙结构变化特征研究,探究温度对泥页岩孔隙结构的影响,分析岩石内部孔隙对泥页岩宏观破裂的影响和控制作用。首先利用电子材料万能试验机和超声波测速仪研究泥页岩压缩强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比变化规律;然后应用场发射扫描电镜(SEM)、高压压汞等测试方法分析探究泥页岩多尺度微观孔隙结构特征,分析泥页岩孔径分布规律;最后基于计算机层析识别技术即CT扫描技术,利用三维重建建立岩石内部精确真实的三维结构模型,构建泥页岩内部孔隙网络结构,进而计算岩石孔隙率,分析岩石孔径分布特征,探讨研究岩石力学性质演化规律。研究结果表明,泥页岩样品抗拉强度和单轴抗压强度均随温度的升高而逐渐降低,弹性模量与温度呈负相关关系,而泊松比无明显变化,而脆性系数随着单轴抗压强度的增大逐渐增大。该区泥页岩内部主要发育粒间孔、粒内孔、微纳米缝等孔隙类型,而有机孔不发育。其中片状粘土矿物间微纳米缝大量发育,主要分布在20nm~400nm之间,提供了页岩油气吸附的主要空间,对页岩油气的储集和运移起主要作用;高温环境对泥页岩微观孔隙结构影响明显,并且影响程度随温度的升高而增大。泥页岩孔隙率随温度的提高而增大高,温加热后大于10um的孔隙占比均降低,孔径大小主要分布在100~900nm之间,该范围内微孔占比达70%以上,多为连通孔,形态多呈狭缝型,大于50um的孔隙减少,孔隙连通性一般。最后利用CT及计算机软件重建了泥页岩三维孔隙模型,直观立体的观察分析岩石内部孔隙结构,与室内试验相结合,计算岩石孔隙率。