碳酸盐岩介质孔隙空间结构复杂，在微观尺度上具有强烈的非均质性和双孔隙网络特征，建立一套合理的碳酸盐岩介质微观渗流理论对碳酸盐岩油藏提高原油采收率技术有着重要作用。首先，本文论述了基于数字岩心构建碳酸盐岩双孔隙网络模型的理论与方法，利用扫描电子显微镜获取碳酸盐岩介质在不同分辨率下的灰度图像，通过图像分割得到二值图像并构建出大孔隙数字岩心和微孔隙数字岩心，以分别描述碳酸盐岩介质粒间大孔隙特征和粒内微孔隙特征，接着通过叠加法构建出碳酸盐岩双孔隙数字岩心，进一步提取得到相应的碳酸盐岩双孔隙网络模型。然后，系统描述了基于网络统计特征构建碳酸盐岩双孔隙网络模型的理论与方法，构建描述粒间孔隙特征的大孔隙网络模型和粒内孔隙特征的微孔隙网络模型，统计分析孔隙网络模型的结构特征，通过基于统计特征重构大孔隙网络、基于大孔隙网络骨架空间填充微孔隙网络、大孔隙网络和微孔隙网络的整合等步骤构建出碳酸盐岩双孔隙网络模型。最后，基于数字岩心和孔隙网络模型研究平台，对比了碳酸盐岩介质中不同类型孔隙的几何拓扑结构特征和渗流特征，分析了双孔隙网络模型构建过程中的算法敏感性和网络结构稳定性，重点研究了不同网络结构和润湿性参数对碳酸盐岩油藏水驱油过程中相对渗透率曲线的影响规律。通过本文研究，形成了一套基于数字岩心和网络统计特征构建碳酸盐岩双孔隙网络模型的理论和方法，搭建了基于双孔隙网络模型的碳酸盐岩介质微观渗流理论研究平台，为研究碳酸盐岩介质内部孔隙空间的发育规律和多相流体的渗流规律提供了可靠的理论和技术指导。