上扬子台地渝东南地区下志留统龙马溪组页岩是我国重要的页岩气勘探开发层系之一,从机理上对增产过程进行分析探讨是页岩气产量突破的关键。论文选取渝东南龙马溪组页岩样品为研究对象,基于CO₂等温吸附实验对页岩吸附CO₂前后孔隙结构及吸附性能的变化进行了较为深入地研究。研究区位于四川盆地东南部外缘,构造活动强烈,志留系地层分布较广。研究区目标层龙马溪组页岩总有机碳含量较高,平均值3.00%,有机质演化程度较高,R_o值平均为2.47%,有机质类型以I型为主。龙马溪组页岩组分以石英、长石占主体,黏土矿物含量较低,主要为伊蒙混层与伊利石。研究区龙马溪组页岩孔隙类型主要包括有机质孔、脆性矿物粒间孔、粒内溶蚀孔及微裂隙,其中有机质孔提供了绝大多数的储集空间,矿物粒间孔对渗流空间有突出贡献。龙马溪组页岩孔隙结构参数特征较突出,微孔主要发育0.32nm、0.55nm、0.83nm（中值）三种类型,介孔则以13.7⁴0.6nm范围的孔隙为主。通过控制样品参数及实验条件,分别从TOC、R_o、温度、压力角度对样品开展CO₂等温吸附实验,对比实验前后页岩孔隙结构的变化特征,发现低压环境下微孔及介孔体积及比表面积在CO₂吸附后均发生一定程度降低,前者主要为0.4nm以上的微孔,后者在2⁵0nm范围均有分布,且该趋势随TOC升高而更为凸显;相对而言,R_o控制下孔隙结构变化规律并不明显;从实验结果分析,认为温度对介孔的影响较大,特别是CO₂达到临界温度以上时,介孔的结构参数有一定程度增大,主要在10⁵0nm范围;需要指出的是,随着压力升高页岩微孔、介孔结构参数也有一定升高,前者主要为0.8nm以下后者则在10⁵0nm范围。分形结果表明D₂平均值由原来的2.792降为2.763,D₃平均值由原来的2.826降低到2.789,2⁴.8nm及4.8⁵0nm孔隙经CO₂作用后吸附能力有一定程度降低,且降低幅度虽TOC升高而增加;当实验压力变化时,D₁值由起初的2.488增加到2.600,D₂由2.824上升为2.831,D₃则由起初的2.899上升到2.911,总体上页岩吸附能力表现出增强趋势;相对而言,成熟度及实验温度对吸附能力的影响并未显示出规律性。结合“最大吸附效应模型”,发现CO₂吸附前后N1+N2值与样品TOC及实验压力条件有着积极响应,表明压力和有机质含量是控制CO₂吸附前后页岩吸附能力的重要因素。对比TOC、Ro、温度、压力4类控制条件,发现实验压力对于改造页岩微观孔隙结构至关重要,TOC作为重要的储层参数可提供大量储集空间,从而控制CO₂地质储存效果。总的来说,CO₂地质储层对页岩孔隙结构影响表现为两类:一是滞留的CO₂分子引起页岩基质发生膨胀,内部空间发生挤压;二是当温度、压力满足CO₂分子达到超临界态所需的条件时,Sc CO₂流体较强的溶解性和分子化学活性可溶解页岩中部分极性较低的有机小分子,对储集空间改造有一定积极意义。