非常规油气储层纳米级-微米级孔隙结构的精确刻画是非常规油气研究的一个重要内容与热点,是研究非常规油气资源的重要基础。本文选用页岩、致密砂岩以及煤样等典型的非常规油气储层岩石作为研究对象,利用高压铸体薄片、扫描电镜、氩离子抛光、X射线衍射分析、压汞法(MICP)、氮气吸附法(L2-LPAI)以及核磁共振T2等技术方法,通过分析对比实验研究,开展了低场核磁共振冻融法(NMRC)对各种非常规油气储层样品的适应性研究,研发了新的探针液体,为完善低场核磁共振冻融法在非常规油气储层岩石孔隙结构测定的应用提供理论和技术支撑。本文主要成果如下:(1)在前人NMRC领域研究工作的基础上,本文通过开展大量的实验研究,提出了低场核磁共振理论表征非常规油气储层岩石孔径分布方法体系,为推动NMRC在非常规油气储层中的应用奠定了基础;(2)通过NMRC与高压压汞法和氮气吸附法的对比研究,探讨了低场核磁共振冻融法表征页岩、致密砂岩和煤岩石孔径的适用性,明确了 NMRC的优势;(3)研发了一种基于八甲基环四硅氧烷(OMCTS)作为NMRC探针液体新的表征致密砂岩孔径分布的方法—NMRC-OMCTS,该方法可完整准确地表征不同含油级别的致密砂岩孔径分布;(4)通过对比实验,探讨了制样大小、探针液体的KGT值、冻融过程、黄铁矿含量等因素对低场核磁共振冻融法测试非常规油气储层岩石孔径分布精度的影响。