随着常规油气资源的消耗以及水平井和大规模水力压裂技术的发展,页岩、致密油气藏等非常规油气资源的开发越来越受到重视。纳米级孔隙是页岩、致密储层岩石中油气的主要储集和运移空间,油气在其中的流动存在微尺度效应,不同于常规油气藏中的流动,孔隙尺度数值模拟方法是探究页岩、致密油气微纳尺度渗流规律的有效手段。本论文基于格子Boltzmann方法和数字岩心技术提出了页岩、致密油气微纳尺度流动模拟理论和方法,研究了页岩、致密油气的微观渗流规律,主要结论如下:首先,提出了考虑微尺度效应、努森层影响、气藏高压影响的格子Boltzmann气体单相流模型,基于该模型研究了不同因素对微尺度气体流动的影响,并对其影响机理进行了分析。其次,提出了基于格子Boltzmann方法和数字岩心的微纳尺度气体流动模拟方法,通过在上述微尺度格子Boltzmann气体单相流模型中引入正则化过程并修正离散漫反射边界条件,使其适用于真实致密多孔介质中的气体流动模拟,结合数字岩心技术研究了致密多孔介质中的气体渗流规律,并根据模拟结果提出了考虑端口效应的页岩、致密气藏表观渗透率计算模型。第三,提出了考虑有机质吸附影响的分子模拟-格子Boltzmann方法多尺度流动模拟方法,通过在格子Boltzmann模型中引入气体粒子与固体壁面间的相互作用力来考虑有机质吸附的影响,并且该相互作用力的大小通过分子模拟来确定,研究了有机质吸附/解吸对页岩气生产的影响,发现有机质吸附/解吸并不一定会增加页岩气的产量,其对页岩气产量的影响取决于超额吸附曲线以及初始和终止压力的大小。第四,创建了考虑尺度效应的格子Boltzmann液体单相流模型,通过有效粘度和滑移长度将液体流动的微尺度效应引入到格子Boltzmann模型中,并且有效粘度和滑移长度的大小通过分子模拟方法获取,基于该模型研究了液体在纳米多孔介质中的流动规律及流动影响因素。最后,采用格子Boltzmann颜色模型研究了混合润湿多孔介质中的两相渗流规律,发现在中等流体饱和度下混合润湿多孔介质中的两相流存在额外流动阻力,这是由微观流体分布引起的,探讨了多孔介质两相流相对渗透率与微观流体分布之间的定量关系。本文创建了一套页岩、致密油气孔隙尺度流动模拟方法,揭示了页岩、致密油气微观渗流规律以及渗流影响因素,为页岩、致密油气藏宏观数学模型的构建及高效开发提供了理论基础。