沧东凹陷孔二段发育厚层页岩,生烃潜力大,页岩油勘探前景广阔,而针对孔二段页岩层系岩石学特征及非均质性的研究相对薄弱。论文综合运用沉积岩石学、层序地层学及储层地质学等理论,通过岩心描述、薄片鉴定、扫描电镜矿物定量评价、X衍射、岩石热解、氩离子抛光—扫描电镜、氮气吸附实验分析,对孔二段页岩的岩石学特征、有机地球化学特征、孔隙特征进行了系统研究。首先对研究区孔二段页岩层系岩相进行了系统划分与识别,在此基础上,进一步研究了各岩相的有机地球化学特征、孔隙特征及其非均质性,最后探讨了孔二段页岩层系非均质性的受控因素。研究区孔二段页岩层系岩相包括泥质页岩、砂质页岩、砂岩、云质页岩、云岩和混合质页岩,岩相类型多,非均质性强。不同岩相具有不同的有机地球化学特征和孔隙特征。云质页岩、混合质页岩、砂质页岩和泥质页岩有机碳含量中—高,生烃潜力大,Ⅰ型有机质为主。砂质页岩、混合质页岩和泥质页岩岩相孔隙发育,且前两种岩相具有良好的孔隙结构。孔二段为一个三级层序,可进一步划分为11个四级层序(Ek₂⁴(1)—Ek₂¹○11)。低位体系域(Ek₂⁴(1)—Ek₂⁴(2))主要发育砂岩岩相,有机碳含量低;湖侵体系域(Ek₂³(3)—Ek₂²(8))主要发育砂质页岩岩相和混合质页岩岩相,有机碳含量中—高;高位体系域(Ek₂¹(9)—Ek₂¹(11)岩相类型较复杂,有机碳含量高—低。综合认为在Ek₂³(5)—Ek₂²(7)和Ek₂¹(9)层序中孔隙发育。