本发明提供一种基于储层非均质性的致密油藏非线性渗流表征方法，包括：选取某个研究区块的致密油藏岩心样品进行洗油、测试岩心孔隙度渗透率数据；样品进行高压压汞实验，获得岩心孔径分布、孔径大小对应的体积、平均孔隙半径、总压汞孔隙体积；根据压汞孔隙体积和平均孔隙半径，计算得到岩样特征长度；根据特征长度和各孔隙大小对应的孔隙体积，计算得到各孔隙大小对应的毛细管数量；基于边界流体吸附公式建立单根毛细管渗流方程；根据单根毛细管渗流方程，结合毛细管半径大小以及数量，获得考虑储层非均质的致密油藏非线性渗流特征方法。该致密油藏非线性渗流表征方法，能够代表