非均质性是(致密)砂岩储层普遍具有的地质现象,结构上具体表现为不同级别和尺度(从孔径级至盆地尺度)的构型界面。典型油砂露头的稀缺制约着砂体尺度下对储层和含油非均质性关系的认识,使得以往研究在方法上倚重于数学模拟和各种物性参数的统计。位于鄂尔多斯盆地东南部的安沟油砂露头作为目前国内可类比地下典型结构非均质性储层的经典露头,出露的三叠系延长组致密砂岩中含油非均质性表现明显,是研究储层非均质性和含油非均质性具体关系有效素材。露头区沉积-层序分析表明含油致密砂岩的沉积环境为曲流河水道,底面为对应长7和长6油层组界限的三级层序界面。为精确刻画砂体内部不同构型界面和含油非均质性的具体关系,通过无人机三维数字露头建模、野外实地解剖、露头连续取样和薄片观察,发现研究区含油非均质性与五级(水道叠置)、六级(砂坝垂向加积)和七级(交错层等底形)构型界面关系密切,单套砂体内含油和不含油区域显示出截然不同的结构和成岩特征。安沟油砂露头单砂层顶、底和内部含油非均质性显著,通过对单砂层的连续采样分析发现,单水道砂体底部为典型的中粒长石砂岩,碎屑颗粒间紧密接触,胶结物总体含量相对较少,主要为少量的石英和长石自生加大和充填粒间空隙的黄铁矿。同时发育暗色细粒纹层的包络线和大量假杂基的定向排列。单水道砂体的主体为细粒长石砂岩,碎屑颗粒间接触较少,胶结物含量相对较高,主要为连晶式的方解石和浊沸石。单水道砂体的顶部为极细粒长石杂砂岩,碎屑颗粒呈漂浮状分布于填隙物中,互不接触。胶结物含量较高,主要为基底式的方解石胶结。研究结果显示安沟油砂露头单砂层顶、底和内部截然不同的结构、物性和成岩特征是造成露头差异化含油的根本原因。该露头的发现和详细解剖为致密砂岩储层中含油非均质性明显受控于沉积作用和差异化的成岩作用提供了直接的地质证据。