以鄂尔多斯盆地X地区长6储层为研究对象,利用多尺度CT成像技术、聚焦离子束扫描电镜技术,结合Avizo软件的强大数据处理和数值模拟功能,对研究区目的层岩石样品进行不同尺度孔喉分维数重构,建立三维超低渗透砂岩储层纳米级孔隙结构模型。研究表明,微米尺度下,超低渗透砂岩储层孔喉形态呈点状、球状和条带状及管状。储集空间类型以溶蚀微孔为主且多孤立分布,局部孔隙为片状,连通性较差。纳米尺度下,超低渗透砂岩储层孔喉系统整体较发育,孔喉形态呈球状、短管状。远离裂隙处多为孤立状,连通性较差,仅具有储集能力。微裂缝、粒间缝发育部位多为短管状,有一定连通性,相当于喉道。微观非均质性较强,岩样整体较致密,局部相互连通,溶蚀孔及裂隙对储集能力、渗滤能力具有控制作用。数值计算求得目的层A、Y、C三个样品的孔隙度分别为6.95%、5.55%、4.44%,渗透率分别为0.828×10^-3μm²、0.115×10^-3μm²、0.00065×10^-3μm²。聚焦离子束扫描电镜与多尺度CT成像技术相结合能够定量表征超低渗透砂岩储层微、纳米级孔隙结构。