页岩油气资源是一种自生自储的非常规能源,具有巨大的勘探潜力和良好的开发前景。鄂尔多斯盆地三叠系延长组页岩是我国陆相页岩油气勘探的首个成功案例,为我国页岩油气资源勘探开启了新的领域。与高成熟海相页岩相比,陆相页岩岩相变化快、岩性非均一性更强,储层内油、气共存导致流体赋存相态更复杂,认识其储集空间形成分布和流体赋存特征是页岩储层评价和成藏机理研究的关键科学问题。 本文以鄂尔多斯盆地延长组长7段张家滩页岩为研究对象,针对陆相页岩储层提出了新的孔隙结构研究思路和方法。在总结其地质、地球化学特征的基础上划分了岩石类型,通过新建立的一套全孔径孔隙结构测试分析流程和数据处理方法,综合显微观测和孔隙结构定量表征结果,对比分析不同岩石类型及其结构层的储渗特征差异性,研究认识了陆相页岩的储集空间发育特征。在此基础上建立了基于孔隙结构数据的含油气量计算方法,分析了油-气多相流体在孔隙和页岩层系中的赋存分布特征,确定了不同岩石类型的流体赋存模式和含油气性。文中研究成果不仅可以为陆相页岩储层评价提供重要依据,对认识陆相页岩油气的富集机理也具有重要价值。 论文首先在露头和岩心观测基础上,确定了张家滩页岩岩性组成特征,根据粉砂质层厚度及其与泥质层的组合关系划分了泥质页岩、含粉砂质纹层页岩和粉砂岩三种主要岩石类型,进而研究了每种岩石类型的发育和分布特征。采用多种岩心测试分析手段对比分析了不同岩石类型在矿物组成、沉积结构、有机质含量等方面的差异性。 针对页岩全孔径孔隙结构定量表征这一难题,研究中采用压汞与气体吸附联用方法,从提高二者测试结果在重合孔径区间的匹配性着手,提出了基于分形理论的颗粒样压汞数据校正方法,建立了气体吸附和压汞孔隙结构数据整合方法并利用气测孔隙度对整合结果进行验证。在此基础上采用分离样制样测试分析方法,设计了一套适用于陆相页岩孔隙结构的测试分析流程。 利用上述测试分析方法,结合扫描电镜观测结果,针对张家滩页岩层系中的不同岩石类型,多角度分析其孔隙类型和发育特征、孔径分布和物性特征,并依据测量参数值开展定量的多尺度的对比分析,研究张家滩页岩储层孔隙结构和物性的非均一特征,对整个张家滩页岩段的物性特征及其变化规律进行了定量化研究,在此基础上分析讨论不同岩石类型中影响孔隙发育和保存的主要因素。 根据抽提前后孔隙空间的变化特征,从微观到宏观,分析了液态烃在孔隙中的赋存特征,建立了基于孔隙结构的多相态气体含量计算方法,通过对比分析不同岩石类型中各相态流体在孔隙中的赋存比例,提出了三种油-气多相流体赋存模式,对比分析了不同赋存模式控制下的含油气性,确定了页岩气和页岩油勘探开发的有利岩石类型。