随着非常规油气资源勘探开发力度的加大,致密油作为主要重点开发的非常规油气资源类型之一而受到广泛关注。致密油储层岩石孔隙结构复杂,孔隙尺度以纳米级为主。因此,采用压汞分析等常规实验技术,难以有效开展致密油储层岩石微观孔隙结构的研究。数字岩心技术作为一种新兴的储层岩石孔隙结构表征方法,通过构建致密油储层岩石的数字岩心,能够实现微观孔隙结构的精确表征。本论文主要开展了致密油储层岩石数字岩心构建和微观孔隙结构特征分析的研究。首先,研究了基于CT扫描和MCMC相结合的构建致密岩石的数字岩心的方法;基于最大球算法和逾渗理论,计算了数字岩心的孔渗参数和微观孔隙结构参数,与孔渗测量和压汞实验的相应结果进行了比对分析。然后,研究了基于多阈值算法构建致密岩石的三相数字岩心的方法,并研究了在三相数字岩心的基础上结合叠加算法构建多尺度数字岩心;从孔渗参数和微观孔隙结构参数方面,比较分析了两种方法构建的数字岩心特点。最后,基于多尺度数字岩心,表征和分析了致密油储层岩石的微观孔隙结构特征。论文研究取得的主要结论有:(1)基于多阈值算法和叠加算法,建立了一套构建致密油储层岩石数字岩心的新方法,能够反映致密油储层岩石多个尺度孔隙结构。(2)基于多阈值算法构建了反映致密油储层岩石的数字岩心,从孔喉半径分布、孔隙度、渗透率以及平均孔喉半径等方面与实验数据进行了对比,验证了方法合理性。(3)基于建立的致密油储层岩石数字岩心,表征和分析了致密油储层岩石的孔隙结构,发现致密油储层岩石中以纳米级和微米孔隙空间为主,小孔隙在数量和体积方面占绝对优势,但连通性较差,是油藏的主要储存空间;而大孔隙数量和体积较少,是油藏的主要流动空间。(4)通过研究多阈值算法等并应用于数字岩心中,创立了构建致密油储层岩石多尺度数字岩心的方法,能够多个尺度比较精确的反映和表征致密油储层的孔隙结构,弥补了传统数字岩心构建方法在尺度上的缺陷。论文研究成果能够更加方便快捷地分析致密油储层孔隙结构,为致密油储层的有效开发提供技术基础。