陆相页岩储层非均质性强,页岩油微观赋存特征复杂、自封闭机理不明,限制了页岩油富集理论认识。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组为例,基于场发射扫描电镜、二维核磁共振、激光扫描共聚焦显微镜、低温N₂吸附实验、索氏分步抽提-傅里叶变换红外光谱等分析手段,对页岩油赋存特征与自封闭机理进行了研究。结果表明:(1)页岩油具有“洋葱皮”状赋存模型,即在大孔(孔径≥2μm)内有轻质组分和孤立状孔隙水赋存于孔隙中心,而重质组分则以薄膜状赋存于孔隙表面,在小孔(孔径<2μm)内充填重质组分;(2)页岩油甜点储层的含油孔径下限为油分子级,可达2~3 nm;(3)陆相页岩储层内的流体微观赋存模式受生烃超压微运移-油水竞争性吸附置换-多期油气连续充注以及流体与孔隙的相互耦合共同控制,页岩油自封闭作用包括孔隙界面吸附自封闭和孔隙结构-流体赋存相互耦合自封闭。陆相页岩油的衰竭式开采在可动用孔隙尺度及流体组分上具有梯次性和阶段性特点。