微观尺度上研究多孔介质中流体的流动机制是揭示储层岩石微观结构特征对流体多相渗流规律影响的重要手段,孔隙网络模型和孔隙级多相流模拟模型是微观渗流理论研究的平台,该领域也是目前国际上研究的热点,论文对此开展了系统而深入的研究。本文首先对已有的随机孔隙网络模型生成算法进行了分析,提出了改进的等价拓扑结构随机孔隙网络模型生成算法,并与可以正确表征毛管压力滞后、相对渗透率滞后、润湿反转等多相渗流中复杂现象的孔隙网络多相流模拟模型相结合,形成了随机网络岩心流动模拟软件,为微观尺度研究多孔介质中流体的流动机制搭建了平台。孔隙网络多相流模拟研究揭示了微观尺度驱替机理。非湿相驱替湿相主要以活塞式驱替为主；湿相驱替非湿相的驱替方式受复杂孔隙空间结构的影响而变得非常繁琐,活塞式、卡断式和孔隙充填式都有可能发生,不同的驱替方式形成不同的剩余油分布特征。应用孔隙网络模型开展真实岩心多相渗流性质研究是孔隙网络模型的发展方向,本文提出了通过拟合实验毛管压力、润湿指数获取等价真实岩心拓扑结构和润湿性的孔隙网络模型的方法,拟合了两块不同孔隙空间结构岩心的毛管压力并预测了各自的相对渗透率,预测结果与物理实验相对渗透率对比分析表明,采用拟合方法得到的孔隙网络模型可以正确表征真实岩心的孔隙结构特征,从而证明了该方法的可行性和实用性,为采用孔隙网络模型开展微观渗流的定量研究找到了科学的方法。基于本文算法生成的等价拓扑结构孔隙网络模型开展了孔喉大小、孔隙空间拓扑结构、润湿性、润湿程度、初始含水饱和度对相对渗透率、毛管压力和采出程度的影响因素分析,并与宏观数值模拟结果(E100)进行了对比,对比结果既表明了论文提出的网络生成算法和多相流模拟理论的有效性和可靠性,又为微观模拟结果转化为宏观模拟可用参数之间搭建了桥梁。最后,推导了考虑润湿性的粘土膨胀模型,与孔隙网络模型相结合,从微观尺度研究了受润湿性影响的粘土膨胀对地层造成的伤害程度。通过研究,形成了一套微观流动模拟软件,为微观尺度上开展多孔介质的流动模拟构建了基础研究平台,进一步深化了对微观尺度驱替机理认识,为微观模拟与宏观模拟之间搭建了桥梁,为提高采收率研究提供了理论依据。