润湿性是油气藏储层岩石的重要基础参数之一,其特征直接影响流体在岩石孔道内的微观分布和宏观分布特征,也决定着地层注入流体渗流的难易程度及驱替效率。通过添加表面活性剂、低矿化度水等用于改变矿物表面润湿性提高常规油气藏采收率已有大量研究成果,但是该技术是否适用于非常规页岩气藏目前还处于探索阶段;针对页岩储层润湿性已有初步认识,但缺乏对润湿条件下页岩气赋存及运移机理影响的深入研究。针对上述问题,论文采用实验与理论相结合的研究手段,从宏观尺度及分子尺度,系统深入研究润湿性对页岩气藏流体赋存及运移特征的影响规律及机理。首先,采用实验评价为基础,对样品进行XRD衍射实验、环境扫描电镜实验、低压氮气吸附实验以及甲烷等温吸附实验研究;然后,再进行分子模拟研究,对页岩主要矿物成分伊利石、蒙脱石和石英进行不同润湿性修饰,研究CH4在不同润湿性修饰矿物中的吸附扩散规律,最后采用密度泛函理论对不同流体在石英表面进行吸附探究。本论文的研究受到国家自然科学基金重点项目“孔隙介质中多相多组分反应流体输运的多尺度建模与机理研究”(5183000045)、四川省重点研发计划“玛湖凹陷致密油微观赋存、运移特征及提高采收率方式优选”(2019YFG0457)的资助,通过系统地研究得到如下结论与认识:(1)对富钠蒙脱石与伊利石进行XRD衍射实验、环境扫描电镜实验、低压氮气吸附实验以及甲烷等温吸附实验,结果表明:两种矿物的纯度均达到90%以上;孔隙形态以四边开口的平行板状、狭缝状孔为主;伊利石对甲烷的吸附量大于蒙脱石的吸附量;Langmuir、Toth以及Langmuir-Freundlich吸附模型拟合效果较好。(2)采用分子模拟方法对甲烷在不同润湿性修饰伊利石与蒙脱石模型中进行吸附扩散模拟,结果表明:甲烷的吸附量变化趋势与宏观一致;甲基修饰模型吸附甲烷的能力更强,同时,不同润湿性模型的吸附量差异还与自由体积有关;各模型中均为物理吸附;甲烷的扩散系数随着压力的增大而减小;1nm模型中的甲烷密度分布存在差异,2nm模型中密度分布趋势一致;蒙脱石微小层间距变化将导致层间吸附大量分子。(3)采用分子模拟方法对甲烷在不同润湿性修饰石英模型中进行吸附扩散模拟,研究表明:未修饰的(100)面吸附量大于其他面的吸附量;甲烷在各润湿性修饰模型中的吸附量均随着压力的增加而增加,甲基修饰模型更加亲甲烷;1nm模型中的甲烷只在壁面处形成吸附层,而2nm模型中形成5个吸附层;甲烷的扩散系数均随着压力的增大而减小。(4)对CH4、CO2和H2O在石英(100)面进行密度泛函理论研究,结果表明:CH4、H2O和CO2在Si02(100)面的吸附均为物理吸附;CO2的吸附能力最强,CH4的吸附能力最弱;各吸附质吸附后的物理结构发生了不同程度的变化;吸附前后Si02的态密度基本重合;吸附后CH4、H2O、CO2的态密度出现不同幅值的变化。