三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组泥页岩厚度大、品质好,页岩油资源潜力大,但芦草沟组页岩油储集层岩性复杂、矿物成分以及储集空间类型多样,页岩油赋存状态不清楚,有利储层评价研究仍不深入,制约了研究区页岩油的勘探与开发。本论文针对马朗凹陷芦草沟组泥页岩,采用全岩X-衍射、偏光显微镜及场发射扫描电镜、高压压汞、氮气吸附和多维核磁共振等技术方法,开展页岩油储层矿物岩石学特征、有机地球化学特征、孔隙结构表征以及有利储层评价等方面的研究内容,以期为马朗凹陷陆相页岩油勘探部署提供地质依据。研究结果表明:(1)芦草沟组泥页岩主要由长英质和碳酸盐组成,含量分别介于5%~94%、2%~92%,粘土矿物含量极低,均值仅为3.2%,富含火山灰物质,岩相主要发育长英质岩相和混合质岩相。(2)结合镜下照片观测,页岩油储层岩性可划分为凝灰岩、白云岩、凝灰质白云岩、白云质凝灰岩四大类;孔隙类型以粒间孔、晶间孔、脱玻化孔、溶蚀孔和有机质孔,其中以脱玻化孔、晶间孔以及粒间孔为主。(3)高压压汞和氮气吸附以及一维核磁共振分析表明,小于50nm的孔隙提供了绝大部分的比表面积;吸-脱附曲线形态与Ⅲ型类似,说明孔隙形态多为半封闭孔、类似平板孔的开放孔以及墨水瓶状孔隙,孔隙以微孔隙为主,部分可见大孔隙或微裂缝。(4)基于分形维数分析表明,凝灰岩、白云质凝灰岩中小于50nm的孔隙相对规则,而白云岩、凝灰质白云岩中大于50nm孔径的孔隙相对规则,分形维数较低,更有利于提供有效的渗流通道;氮气吸附分形维数在脆性矿物含量较低时越趋近于3.0,说明此类储层孔隙形态相对复杂;通过对扫描电镜图像建立分形分析显示,相对于有机质孔,无机矿物孔隙结构更为复杂。(5)通过洗油前后二维核磁共振对比实验分析,游离烃类的占比约为20.1%~41.9%,储层中流体多存在于弛豫时间为0.01ms~1ms的小孔孔隙中,部分存在1ms~100ms的中大孔隙中;同时,页岩油赋存状态与岩性以及所含粘土含量均具一定的相关性,白云岩和凝灰质白云岩含油饱和度较高,白云质凝灰岩、凝灰岩偏低。综合上述成果,马朗凹陷芦草沟组页岩油有利储层岩性主要为白云岩类和凝灰质白云岩类储层。