页岩油气作为一种"自生自储"的能源,不仅在北美获得了巨大商业成功,近年来在国内也越来越受到广泛关注,随着页岩油气勘探和开发的深入进行,泥页岩孔隙结构特征和连通性等页岩储层评价的核心内容已成为目前研究的热点,充分认识泥页岩储层的微观孔隙结构及孔缝连通方式,不仅有利于对泥页岩储层物性和油气赋存运移的研究,更是评价页岩油气资源开发的重要参考因素。本文针对东营凹陷古近系湖相、下扬子区上二叠统海陆过渡相和下扬子区下志留统海相三套不同沉积环境泥页岩进行孔隙结构表征,在TOC、Ro、XRD等地球化学实验数据基础上,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜研究了不同泥页岩储层孔隙特征,划分了孔隙类型;采用小角X射线散射、核磁共振冻融法、氮气吸附等方法研究了泥页岩孔隙度、孔径分布等特征,对比了不同表征方法的差异,探讨了不同沉积环境泥页岩孔隙发育差异性和孔隙表征方法适用性。以东营凹陷不同岩相页岩为研究对象,通过三束氩离子抛光技术和场发射扫描电镜观察,提出了页岩孔隙连通方式分类方案,并通过ImageJ图像渲染、PCAS孔隙定量表征技术,结合油田实际产油数据,综合分析了泥页岩不同孔缝连通方式的油气地质意义。通过FIB-SEM实验结合Av i zo可视化软件得到了多个东营凹陷页岩储层三维孔隙结构图像,并提取了孔缝特征定量参数,探讨了孔缝连通关系及不同岩相泥页岩孔隙对储层连通的贡献。主要成果如下:1.不同沉积环境发育的泥页岩孔隙发育存在明显的差异。东营凹陷湖相泥页岩非均质性最强,孔隙类型多样,孔隙结构也更复杂,特别是溶蚀孔缝和页理缝最为发育,下扬子区下志留统海相泥页岩非均质性相对较好,页岩孔隙类型简单,主要为粒间孔、粘土矿物片晶间孔和有机质孔;海陆过渡相泥页岩的孔隙发育介于二者之间。2.海相泥页岩成熟度最高,有机质孔大量发育,大多为气孔,孔径较大;海陆过渡相泥页岩受成熟度和显微组分差异的影响,有机质孔发育不均匀,且孔隙较小;湖相页岩处于生油阶段,几乎未见有机质孔。3.高成熟度海相泥页岩孔隙表征方法广泛,包括图像法、小角X射线散射、气体吸附、核磁共振等。而低成熟度湖相页岩中由于充填大量高蜡原油等,孔隙表征需先进行洗油处理,由于纳米级孔隙壁的蜡状原油很难清除,流体注入法不适合该类页岩孔隙的表征,物理方法如图像和小角X散射等将是该类页岩孔隙表征的优选方法。4.初步划分了低成熟湖相泥页岩孔缝连通方式,主要包括三大类,分别为主要穿裂缝—页理缝—层内缝—基质孔隙连通、穿裂缝—层间缝—基质孔隙连通、穿裂缝—基质孔隙连通,通过PCAS实验数据和生产实际资料得出,穿裂缝—页理缝—层内缝—基质孔隙连通是最佳连通方式,而穿裂缝—基质孔隙连通是连通性最差的连通方式。泥页岩的孔径分布和分形维数对孔隙的连通性均有一定的影响。5.通过三维截面PCAS定量数据分析,纹层状页岩连通性较好,而块状泥岩连通性差。三维重建结果表明纹层状页岩孔隙度最高,且与PCAS二维结果近似;块状泥页岩中独立介孔数目占比最高,而纹层状页岩宏孔占比较高,表明了纹层状页岩的连通性明显好于块状泥页岩的连通性。