随着国内外能源供求矛盾的日益加剧,开发新能源已经成为当下亟待解决的问题,而页岩气作为一种新兴能源,非常符合当下发展的需求。页岩气有很多种赋存状态,其中一小部分以溶解态天然气存在,而其余的绝大部分都吸附在有机质表面和岩石颗粒或游离在孔隙与裂缝之中。孔隙的结构和种类也多种多样,主要由页岩干酪根,粘土矿物等组成。页岩气藏是一个包含微纳米孔隙、微裂缝以及裂缝的多尺度的复杂系统,页岩中的孔隙一般都在纳米尺度上,所以研究和分析微纳孔隙中页岩气的渗流机理,可以为今后页岩气的开发开采奠定坚实的基础。本文采用分子动力学方法对微纳孔隙中单相和多相流体的流动机制进行了模拟。研究了不同驱动加速度和不同孔隙大小对单相水和甲烷在微纳孔孔隙中的流动规律的影响;模拟了不同含水饱和度下气-水两相流体在微纳孔隙中的流动机理;分别分析并讨论了密度、势能、速度、自扩散系数、滑移速度以及流量等流动表征。研究的主要工作和成果如下:（1）以高岭石孔隙作为页岩储层基质,利用分子动力学方法分别模拟了单相甲烷和水在微纳孔孔隙中的流动规律。当给甲烷和水施加较小的驱动加速度时,它们都在壁面处形成了稳定的吸附层;但是当施加较大的驱动加速度时,甲烷的第一吸附层密度在降低,体相密度在升高,而水分子的密度曲线基本不变,水分子的势能曲线也基本无变化,这也从侧面说明驱动加速度基本对水分子不起作用。甲烷和水均在小孔隙内呈现较高的第一吸附层,而在大孔隙内有较大的体相密度,这是由于随着孔隙增大,甲烷和水分子受到壁面对它们的影响较少,导致其速度较大,增加了与壁面吸附层密度分子的碰撞,从而使得吸附层密度降低。甲烷在壁面处发生了滑移现象,随着驱动加速度和孔隙尺寸的增大,甲烷的速度和滑移长度均呈现增长趋势;而水分子由于与壁面上的羟基形成了较强的氢键,导致水分子并无滑移现象出现,但是其速度依旧随着孔径和驱动加速度的增加而增大。由于体积流量和流体的速度呈现正相关性,所以甲烷和水的流量均有不同程度的增加。甲烷和水分子的扩散系数均随着孔径的增大而增大,甲烷的扩散系数与驱动加速度呈正比,但是水分子的扩散系数随着驱动加速度的增大基本不发生改变。（2）利用分子动力学方法模拟了不同含水饱和度下气-水两相流体在微纳孔隙中的流动机理。水分子比甲烷分子更优先地吸附到高岭石表面,这种现象说明高岭石是亲水类岩石。水分子的存在限制了甲烷分子的流动,导致甲烷分子的速度随着含水饱和度的增大而减小,而水分子则由于在较高的含水饱和度下具有较多数目的水分子,导致其速度与含水饱和度呈正相关性,研究还发现甲烷的速度在不同的含水饱和度下依旧呈现抛物线状,而水分子的速度则不能用经典poiseulle流模型来描述。水分子的流量和扩散系数均和含水饱和度成正比,而甲烷的流量和扩散系数则与含水饱和度呈反比。