双重介质是指孔隙结构表现为多重尺度的油气储层，包含微纳尺度的孔隙和微米到千米尺度的裂隙，在本文研究中，考虑微米到毫米量级的微裂隙。双重介质中的两相渗流问题是低渗、致密油气开发中的典型问题。微裂隙的存在一方面增加了储层中阻力较小的渗流通道，改善了储层渗透率低下的状况；另一方面引起多孔介质中局部压力场和流场的变化，导致流体优先通过微裂隙渗流，而产生基质孔穴和喉道中水相波及范围减小，驱油效率降低的现象。双重介质的微观渗流特性在微观渗流力学和相关的油气资源开发工程中具有重要的价值。

孔隙尺度渗流模型是基于逾渗理论和孔隙、微裂隙中的微观渗流机制所建立，其目的是采用易通过实验获取的多孔介质基本特征（例如孔隙结构、连通性等）和流体参数（例如流体黏度、密度等）来预测实验条件和现场条件下难以测量的性质，例如相对渗透率，驱替相波及范围等。此外，通过模型可以很容易地预测孔隙结构或流体性质的改变造成的流动特性的变化。

本文在对孔隙-裂隙双重网络模型渗流研究详细调研的基础上，建立了基于真实岩心孔隙结构和裂隙结构统计数据，并包含微裂隙动态开裂的双重网络模型；建立了一套实验方法，研究了岩心力学性质与应力敏感性的关系及裂缝的产生对应力敏感性的影响；开展了含闭合微裂隙岩心中的动态开裂实验研究。通过数值模拟方法和辅助的物理实验手段，得到了微裂隙参数对孔穴中流体压力分布的变化、主导流动通道的变化、孔隙中油相动用率的变化以及相渗曲线的变化等水驱油微观渗流特性的影响规律，该研究工作不仅具有物理意义，而且对油气开采工程实际具有一定的参考价值。

本文取得的主要创新成果如下：

（1）采用核磁共振、微米CT等设备获得岩石的孔径分布特征，基于真实岩心孔隙、裂隙统计数据和多孔介质中喉道和微裂隙流动机理，建立了考虑多个微裂隙参数的孔隙-裂隙双重网络模型。运用量纲分析，得到了考虑含基质孔隙和微裂隙动态开裂的双重介质的渗流无量纲控制参数，并通过模拟获得了无量纲控制参数对渗流的影响规律，可为含微裂隙网络致密油藏的有效开发提供理论指导（第2章）。

（2）研究了微裂隙的长度、密度、方向、位置、间隔以及微裂隙长度分形参数对绝对渗透率和驱油效率的影响，发现了由于微裂隙存在导致储层中出现水窜或者死油区的原因（第3章）。

（3）提出了含微裂隙多孔介质应力敏感性的实验分析方法，采用高压三轴测量致密油藏岩心的应力应变关系（弹性模量和强度参数），并制备含微裂隙的双重介质。将数值模拟与实验研究相结合，研究了力学性质与应力敏感性的关系以及裂缝产生对岩石应力敏感性的影响，为致密油藏开采过程的分析解释提供了基本依据（第4章）。

（4）开展了动态裂缝微观渗流机理实验研究，利用恒速注入的水压诱导微裂隙的开裂和扩展，获得动态开裂的临界压差和平稳压差，并建立了含微裂隙动态开裂的孔隙-裂隙双重网络模型，进行了临界压差、驱替压力等对含微裂隙动态开裂的双重介质的微观渗流影响规律的研究（第5章）。