CO2驱、聚合物驱等技术是我国油藏开发中重要的提高采收率手段,这些开采手段的微观驱油机理有待进一步揭示,因此深入理解孔隙尺度下的驱油物理化学过程,对提高石油采收率有现实意义。本文通过电子显微镜和CT成像技术,对合成的多孔平板膜和真实岩心进行成像,得到微米级数据。利用这些体数据,分别开展了膜结构表征与渗透性能模拟、多孔介质重构和粘性指进模拟研究,主要研究成果及创新如下：1.对人工合成多孔介质进行实验和数值模拟研究。利用流延-相转换法合成氧化铝陶瓷平板膜。分析电镜和CT照片发现,沿截面方向膜分为细孔层、指状孔层、海绵孔层。细孔层在水浴一侧,包含大量孔径低于10微米的细小孔。指状孔层中,沿厚度方向小孔合并成大孔,同时孔的数量急剧减少。海绵孔层位于膜的底部,孔数量少、孔径小,原因是这一层远离水浴,造孔条件差。利用CT数据作为流道和边界条件,用LBM方法近似模拟了磨掉表面致密孔前后的渗透性能,得到了与实测数据较吻合的结果。2.提出基于最大球和孔隙腐蚀过程的孔隙网络重建方法。首先在获得的岩心孔隙空间中生成最大球,通过相交最大球的大小关系确定局部最大的球体集合,找到孔隙体。设计了一种孔隙体向外扩张过程,得到各孔隙体之间的连接关系。最后在喉道已找到的情况下,对喉部孔隙进行腐蚀,得到喉道半径参数值,完成孔隙网络重构。3.提出了基于压力梯度的DLA指进模拟方法,通过定义几何空间和压力梯度结合的压力导向行走规则,研究了粒子在岩心孔隙空间的DLA行走问题,模拟了粘性指进的发展过程。数值模拟结果显示：指进总是沿着特定的流道进行,路径是固定的；高粘流体和低粘流体的粘度比越大,指进发展越快,驱替效率越低,但粘度比很大时驱替效率不再下降而是在2-3%之间波动；按压力导向规则行走时的驱替效率高于等概率规则。