本文以低渗透油藏开采为背景，应用模拟实验和理论分析的方法，试图从油藏孔隙中的微尺度流动特性入手，揭示低渗透油藏渗流的主要物理化学机理和基本规律，为今后深入研究相关问题提供新的思路和方法。 液体的微尺度流动实验。根据低渗透油藏孔隙结构的主要特征及尺度，采用微细直管进行流动模拟实验，解决了液体(尤其是高分子聚合物溶液)微尺度流动实验中的一些技术难点，为今后相关研究作了实验技术方面的探索。为模拟低渗透孔隙尺度的流动特性，探索微尺度效应的规律，采用小分子与大分子、极性分子与非极性分子流动特性对比的方法。实验中使用的管径范围为2～100μm，实验液体为水、白油和部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液。实验结果表明，在微米量级的毛细管中，极性与非极性小分子均未表现出明显的尺度效应；含有少量极性分子的模拟油和极性高分子溶液均不同程度的表现出微尺度效应。通过实验观察得到了微管内水的动界面变化以及三相接触线的发展，探讨了微管中“段塞流”的机理。 微尺度流动实验理论探索。建立了考虑壁面双电层影响及动界面的微尺度流动理论模型。根据理论计算结果，定量分析了壁面电性对微尺度流场的影响。从理论上探讨了微尺度流动条件下的壁面效应。认为小分子液体在微管中的流动不存在壁面滑移，聚丙烯酰胺溶液在微管中流动出现明显的壁面滑移。提出了用溶于水后聚合物分子有效水力体积与特征体积的比值PSL数作为聚合物溶液出现壁面滑移的判据。当PSL数大于5×104时，将产生壁面滑移。 基于微尺度流动的低渗透油藏渗流机理。在微尺度流动实验的基础上，进行了岩石矿物表面ζ电势测定、粘土遇水膨胀，以及填砂管渗流实验，从微尺度条件下岩石矿物表面电性的影响、微尺度流动实验结果以及矿物与水的作用等方面研究了低渗透油藏渗流机理。微尺度流动实验表明，水在直径为2μm和5μm微管中，流动不存在“启动压力”。根据这一实验结果，并综合岩石矿物表面电性对水微尺度流动影响的分析，可以推断，低渗透油藏中不会由于水在孔隙中流动的微尺度效应而导致渗流的启动压力梯度。这一结论与以往的观点是不一致的。在低渗透油藏中，粘土的膨胀、分散及其形成高粘溶胶是导致其渗流启动压力梯度的主要原因。