在地球科学领域，化学计量学方法，如层次聚类分析（HCA）和主成分分析（PCA）等常被用于页岩油和烃源岩的研究。HCA和PCA是准确获取有效数据，对具有复杂地质特征的样品进行分类以及评估数据之间关联性和差异性的有效方法。页岩油气等非常规油气资源已经成为中国石油工业的重要增长来源。作为我国的主要勘探和开发目标，中低成熟度（R_o<1%）页岩油可采资源量大于中高成熟度（R_o>1%），但仍处于勘探阶段，如鄂尔多斯盆地延长组是中低成熟度页岩油的重要产区之一。页岩孔隙结构是决定储层质量和流体赋存与可动性的关键因素，其受古环境控制，加上埋藏过程及有机质裂解等因素的影响，形成了复杂的孔隙结构。然而，矿物和有机质组分对不同类型中低成熟度页岩孔隙结构的影响仍不清楚，必需研究与沉积和成岩作用相关联的岩石组分对孔隙结构演变的影响。



    针对鄂尔多斯盆地上三叠统长7段中低成熟度页岩样品，通过普通薄片、X射线衍射、扫描电镜、高压压汞、氮气吸附和小角中子散射等手段，准确获取岩石组分和孔隙结构特征，并利用HCA和PCA手段对孔隙结构发育主控因素进行定量评价。结果显示，长7段页岩高含量的黏土矿物（主要为伊蒙混层）多与有机质结合形成复杂的纳米级有机质孔隙，无机孔隙则主要为微米至亚微米级（0.1-1 mm）粒间孔与黏土矿物相关的纳米级晶间孔。有机质孔和无机孔隙的孔径多小于200 nm。HCA和PCA可以定量识别样品之间的相似性和差异性，并阐明不同因素之间的关系。通过HCA分类的三组页岩孔隙结构特征差异大，平均孔隙体积和孔隙直径由第一组至第三组依次减小。此外，PCA结果显示，高含量及大粒径的石英等脆性矿物保留了粒间孔隙，有利于具高孔隙体积和大孔径特征孔隙结构的发育，可以有效降低孔隙网络的迂曲度并增强了连通性（即页岩油渗透能力）；而由有机酸溶解碳酸盐矿物或矿物转化与再沉淀形成的碳酸盐胶结物则起到相反的效果，增加了纳米级孔隙的占比。连通性的降低（闭孔占比增加）是中低成熟度页岩生成的有机质（主要为固体沥青）填充粒间孔导致较小的孔喉所致。对控制中低成熟度页岩孔隙结构的因素进行计量学方法的定量阐明，将有助于确定页岩油高效生产的甜点区段。