纳米孔隙中流体的运移行为与工农业生产、日常生活密切相关,掌握其运移规律具有重要的科学意义和应用价值。然而,由于现有实验条件和手段的限制,人们难以对纳米孔隙中流体的流动过程进行直接观测。因此,利用计算机模拟技术,从分子层面上认识和理解纳米尺度受限空间中流体的流动行为和机制,对于纳米流体技术的发展和应用具有十分重要的意义。本文采用分子动力学模拟方法,研究了系列岩石纳米孔隙和氧化石墨烯层间纳米孔隙中流体的运移行为,并探索了相应的运移机理及规律。主要内容包括以下五个方面:（1）研究了二氧化硅（石英,SiO₂）、碳酸钙（方解石,CaCO₃）纳米孔隙中油运移的动力学机制。结果表明:SiO₂、CaCO₃纳米孔隙表面与油之间的相互作用对孔隙中油的运移行为有重要影响。由于不同间距SiO₂孔隙与十八烷（C18）之间的平均相互作用能不同,在相同平均力作用下,模拟2 ns后间距为6 nm的SiO₂孔隙中油的质心位移比间距为2 nm孔隙中油的质心位移多30多倍;由于不同位置处的油分子与孔隙表面之间的相互作用不同,间距为6 nm的SiO₂孔隙内中间层油分子的扩散系数约为孔隙表面附近油分子扩散系数的两倍。由于极性油分子与SiO₂孔隙之间的静电相互作用远大于非极性油分子与孔隙之间的静电相互作用,与C18相比,吡啶、苯酚在SiO₂纳米孔隙中的运移更为困难。此外,研究还发现孔隙成分对纳米孔隙中C18的运移起着重要的作用,例如,相同条件下,金纳米孔隙中油的质心位移远小于SiO₂或CaCO₃纳米孔隙,这归因于油与不同孔隙表面之间的相互作用能不同。最后,研究了SiO₂纳米孔隙表面的起伏结构对油运移速度及流动特征的影响,结果表明,表面凹陷越深油的质心位移越小。上述结果将为提高原油采收率方面的研究提供有益的理论指导。（2）研究了利用表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵）溶液将油滴从SiO₂纳米孔隙表面剥离,进而驱动油滴在SiO₂孔隙中运移的分子动力学过程。研究表明,在剥离过程中,表面活性剂分子有助于促进十二烷（C12）油滴与SiO₂表面之间水通道的形成,这对于降低SiO₂孔隙表面与油滴之间的相互作用能至关重要;在油滴运移过程中,表面活性剂分子有利于防止C12分子重新吸附到孔隙表面。外加压强对油滴运移有较大影响,压强越大油滴运移越快。因极性油分子与SiO₂表面之间的相互作用能较大,表面活性剂溶液对SiO₂孔隙中的苯酚油滴剥离效果较弱。在相同压力梯度下,模拟500 ps后苯酚油滴的质心位移仅为C12油滴质心位移的1/8。因CaMg（CO₃）₂（白云石）的亲水性极强,C12油滴易于从表面剥离,而水通道受到孔隙表面强烈的束缚,这使得CaMg（CO₃）₂孔隙中C12油滴的质心位移仅为SiO₂孔隙中位移的1/7。因石墨烯狭缝孔（有机质孔隙）与C12分子之间的强烈相互作用,表面活性剂溶液难以将C12分子从石墨烯表面剥离下来。本章研究为提高低渗透油藏采收率方面的研究提供了科学的理论基础。（3）研究了scCO₂溶解、驱替石墨烯狭缝孔表面油膜的微观机制,并探讨了温度、孔隙间距和油组分等因素对驱油过程的影响。研究表明,scCO₂可溶解石墨烯狭缝孔表面吸附的部分C12分子,第一吸附层中15.1%的C12分子和第二吸附层中69.8%的C12分子脱离孔隙表面进入孔隙中部,从而减小了油分子与孔隙表面之间的相互作用能,因此增加了油的可动量,驱油效率得以提高。此外,研究表明温度的升高有利于油分子从石墨烯狭缝孔表面剥离,当温度由323 K增至373 K时,第一、二吸附层中C原子数量分别减少17.2%和33.3%。研究还发现,与C12分子相比,scCO₂可使吡啶与石墨烯表面之间的相互作用能减小得更多,即scCO₂更易于将吡啶从孔隙表面溶解下来,因此,scCO₂对轻质油的驱替效率更高。该研究将为页岩储层注scCO₂提高原油采收率方面的研究提供有益的理论借鉴。（4）研究了氢气/甲烷混合气体（H₂/CH₄）在氧化石墨烯（GO）层间纳米孔隙中的运移过程及其机制。气体分子在GO膜层间孔隙中的运移取决于气体分子与GO膜的相互作用以及分子的尺寸。CH₄分子与GO膜之间的相互作用能显著大于H₂分子与GO膜之间的相互作用能,GO膜对CH₄分子的强烈吸附作用抑制了CH₄分子在GO膜层间孔隙内的运移。GO膜的氧化程度和层间距对气体的运移有显著影响:氧化程度越高H₂的渗透率越低,层间距越大CH₄的渗透率越高,而受其影响,H₂的渗透率先增大后减小。此外,模拟温度的升高和初始气体压力的增加可大幅提高H₂的渗透率。上述结果揭示了氧化石墨烯层间孔隙中气体运移、分离的潜在机制,提出了适合作为H₂/CH₄分离膜的GO膜的理论结构,这将为开发有效的层状气体分离膜材料提供理论基础。（5）研究了GO膜层间纳米孔隙中盐溶液的运移机制,以及GO膜的离子过滤特性。模拟结果表明,GO膜层间孔隙中水分子的运移受水分子与GO膜之间相互作用的影响,GO膜离子过滤的微观机制可归因于空间位阻效应和孔隙表面的吸附作用。GO膜的层间距、压差、GO的含氧官能团比例等对水分子渗透性和盐离子截留率都有显著的影响。随着氧化石墨烯层间距的增加,水的渗透性逐渐增强,盐离子截留率逐渐降低。压差越大,水的渗透性越大,盐离子截留率越低。氧化石墨烯表面的羟基含量越高,水分子的渗透率越小,盐离子截留率越高。