本文针对“陆相页岩含油非均质性表征方法”这一科学问题,通过典型解剖、方法实验和应用验证等工作,实现了实验技术和评价方法的创新。陆相页岩含油非均质性表征在国际上没有可供参考的实例。我国陆相沉积盆地的特殊性,决定了陆相页岩层系的沉积和含油非均质性,建立含油非均质性表征方法是页岩油资源分级评价的关键。本文取得的技术创新主要体现在:(1)通过沾化凹陷罗69井样品热解数据分析,探讨了不同层段岩相对热解参数的影响,发现“相对均质”的页岩层段估算的主生油窗起止温度范围波动高达15℃,建立了非均质页岩层系生烃动力学参数加权平均计算方法,明确了页岩层系内部生烃动力学差异性对含油非均质性的影响。(2)针对常规“两步”法存在的问题,通过将热解曲线转换为活化能变量空间,实现了热挥发产物与热解产物的有效区分,建立了“单步”热解页岩总含油率数值计算方法,为页岩层系总含油率非均质性变化提供了快速有效的方法。(3)通过对江汉盆地两口盐间页岩油探井岩心样品详细分析,明确了运移烃浸染对常规热解评价参数和动力学参数估算的影响,在此基础上提出了基于干酪根生烃动力学扣除运移烃的数值计算方法,并用实例验证了方法的有效性。(4)通过济阳坳陷和潜江凹陷的页岩油专探井的数据分析,根据流动性将页岩油资源定义为吸附油、束缚油和可动油三种类型,探索了考虑页岩油可动性的资源潜力统计学模型,发现前缘斜坡相页岩油的资源潜力和流动性都远远优于边缘过渡相;同时探讨了利用程序升温热解S1响应推断页岩中游离烃组成的数值计算方法,发现盐内页岩中挥发性组分和轻质油含量远远低于邻近盐间页岩,因此得到的烃类组成信息可为页岩油可动性纵向非均质性评价提供重要依据。建立的实验技术和评价方法为断陷湖盆成烃机制、有利岩相和页岩油有利勘探方向研究提供了地球化学依据。