中国陆相页岩油发育的地质时代跨度较大，沉积相变化快，热演化程度整体偏低，岩性复杂多样。为明确复杂岩性的渗流规律，以鄂尔多斯盆地延长组长73、渤海湾盆地沙河街组页岩样品为研究对象，利用微米CT和聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）成像技术，结合Avizo软件建立页岩油储层多尺度三维重构模型，定性定量分析了页岩油储层多尺度孔隙结构特征，并通过数值模拟计算了岩心渗透率。研究结果表明：微米尺度下，样品C（纹层状页岩）孔隙最为发育，样品G（层状页岩）次之，样品F（块状页岩）最差；纳米尺度下，3块样品孔隙发育相当，其中样品G连通性更好，得出微纳尺度下具有不同的孔隙发育特征。渗透率数值模拟计算得到样品C、F、G的渗透率分别为0.437 mD、0.031 mD、0.224 mD,和气测渗透率结果具有一致性，表明渗透率数值模拟方法可快速准确计算岩心渗透率。结合微纳尺度孔隙发育情况和渗透率数值模拟结果，可知样品C品质最好，油气勘探开发应重点关注纹层状页岩储层。因此，结合微米CT和FIB-SEM可准确表征页岩储层多尺度孔隙结构特征，识别优质储层，对页岩油气高效开发具有指导意义。