随着非常规油气在油气新增储量和产量中所占的比例越来越大,页岩油气开采已成为石油与天然气工业发展的必然趋势。近年来,我国国民经济快速增长,能源消耗量不断增大,提高油气开采效率已成为我国重要且迫切的战略任务。渤海湾盆地沧东凹陷作为中国陆相页岩油的典型代表,泥页岩分布范围广、沉积厚度大、有机质丰度高,是目前大港油田重要的页岩油勘探区,近年来大港探区已有多口井获得了工业油流,有着较大的勘探开发潜力。本文通过对沧东凹陷取芯井进行岩心观察和分析测试,总结了孔二段泥页岩的岩石学特征,划分了岩相及岩相组合,明确了泥页岩的空间分布规律,探讨了页岩油储层微观孔隙结构特征,并根据储集性能进行了储层分级,预测页岩油有利储层的发育位置,将为沧东凹陷孔二段页岩油的勘探与开发提供依据。通过岩心观察、薄片鉴定、X射线衍射分析和扫描电镜观察,详细分析泥页岩的岩石学特征,以岩石的颜色、岩石类型、沉积构造作为岩相的划分依据,将孔二段泥页岩划分为五种岩相,包括深褐色云质泥岩相、浅褐色云质页岩相、灰黑色混合质页岩相、深灰色混合质泥岩相和灰色长英质页岩相。同时,由于岩相在垂向上变化频繁,为了满足测井识别精度和实际生产需求,利用声波时差和密度测井数据建立泥页岩岩性识别“绿模式”法,基于五种岩相在空间上的发育规律识别出四种岩相组合,岩相组合1为灰色长英质页岩相-深灰色混合质泥岩相,组合2为深灰色混合质泥岩相-灰黑色混合质页岩相,组合3为灰黑色混合质页岩相-浅褐色云质页岩相-深褐色云质泥岩相,组合4为深褐色云质泥岩相-浅褐色云质页岩相-灰黑色混合质页岩相,以此作为储层研究和有利储层预测的基本单元。借助气体吸附、核磁共振、场发射扫描镜观察、纳米CT扫描、FIB-SEM三维成像、MAPS图像拼接等技术,对研究区不同岩相的储层物性、储集空间类型、孔径分布、微观孔喉结构、储集空间展布等进行了细致研究,结果表明孔二段泥页岩为低孔低渗型储层,粒间孔和晶间孔较为发育,不同岩相的储集空间类型和孔隙网络结构具有较大差异,整体上深褐色云质泥岩相和深灰色混合质泥岩相的储集性能最好,灰色长英质页岩相次之,浅褐色云质页岩相和灰黑色混合质页岩相最差。基于五种岩相的储层特征,选取恰当的储层评价指标,对四种岩相组合进行综合评价,将岩相组合1划分为Ⅰ类储层,岩相组合2和4划分为Ⅱ类储层,岩相组合3划分为Ⅲ类储层,并认为储集性能较好的Ⅰ类储层可以作为有利储层。通过测井识别和预测,发现Ⅰ类储层在Ek₂~3SQ(4)和Ek₂~1SQ(9)时期有效厚度大、分布范围广、连续性较好,主要发育在风化店、七里淀、王官屯、感化寺地区。