致密油是自生自储型油气聚集，是一种典型的非常规油气资源，该类储层中含有大量的干酪根和纳米-微米孔隙，这些纳米-微米孔隙能够储存油气。美国是致密油资源开发最多的国家，2010年致密油产量突破3000万吨。我国致密油资源非常丰富，但是致密油的勘探开发及相关研究仍处于准备阶段。因此，有必要进行提高致密油开发效果的实验研究。由于致密岩石中大量纳-微米孔隙的存在，目前致密岩石孔隙度的测定仍然是一大难题，为此，本文首先利用扫描电镜技术与压汞法对致密油储层孔喉结构特征进行了研究，然后根据参数优化方法，设计、研发了测定致密油储层孔隙度的实验装置。致密油储层的渗透率很低，其储层渗流特征可能不同于常规储层，针对该问题，本文利用稳态法测定了致密油岩样与常规砂岩岩样在不同气体、不同平均压力下的渗透率，研究了致密岩石中的单相渗流特征。致密油储层中含有大量的干酪根，这些干酪根内部发育连通孔隙，可以有效储存油气，并且干酪根可以在一定温度下发生裂解生成油气，因此，通过加热裂解可以改善致密油储层的孔渗特征并提高油气产量。本文设计并组装了适合致密油岩样电加热的高温高压实验装置，其实时的自动数据采集系统能够记录反应中温度、压力随时间的变化。利用该装置研究了温度、压力等参数对致密油岩石的影响。最后，建议了一种致密油开采新方法。根据上述研究，主要结论包括：优化后的孔隙度实验装置测定的致密油储层孔隙度比较准确；致密储层孔喉结构主要是微孔和纳米孔，其中绝大部分为有机质颗粒内的纳米孔；大分子气体在低渗透致密油储层中的渗流特征不同于高渗砂岩；致密油储层孔隙度在加热后大幅度增加，并且有机质含量越高，孔隙度增加幅度越大，说明加热过程中致密油样品中的干酪根可能发生了裂解，热解分析和加热前后样品的扫描电镜分析结果与实验结果一致。