致密气藏储层气体储集与运移的空间多为纳米级孔隙,且储层孔隙结构特征复杂,喉道狭小,极大的限制着储层内的气体运移。目前,对于致密储层的研究还多采用低渗透储层的研究方法,而致密储层的孔喉细小,微尺度效应明显,致密储层微尺度渗流机理尚不明确,致密气藏的开发困难重重。本文引入格子Boltzmann方法(LBM),结合致密气藏储层的实际情况,分析气体在不同尺度孔隙中的运移机制,并建立微纳米级孔隙中气体运移的格子Boltzmann理论模型;利用C语言编程进行微尺度渗流的数值模拟,分析渗流过程中的微尺度效应,并研究其影响因素;通过在孔隙中增加障碍物分析喉道及壁面在渗流过程中的影响;利用四参数随机生成法(QSGS)来生成多孔介质模型,并结合格子Boltzmann方法进行多孔介质内气体渗流的数值模拟,分析其流动规律,探究致密气藏储层的微尺度渗流机理。主要得到以下认识:(1)纳米级孔隙中的气体流动存在着微尺度效应,具体表现在沿程压力的非线性和滑脱效应两个方面。温度、压力和孔隙尺寸都会对微孔隙内气体流动的微尺度效应产生影响,温度越高、压力越低、孔隙尺寸越小,微纳米孔隙内气体运移的微尺度效应就越明显。(2)努森数Kn作为微尺度流动的重要表征参数,努森数Kn的改变将影响微通道内气体运移的微尺度效应,在滑移区和自由分子流区域,努森数Kn的改变对微尺度效应的影响较小,在过渡区,努森数Kn的改变对微尺度效应的影响较大。(3)喉道的存在对孔隙中的气体流动有着极大的抑制作用,喉道处气体流动速度激增,压力骤降,相较于没有喉道的孔隙,出口处速度剖面整体下降,流量减低;在喉道或壁面凸起处,气体流动过程中可能会出现涡旋。(4)多孔介质中大孔喉连通形成的孔隙空间及高配位数孔喉连通空间等较易形成优势通道,优势通道一旦形成,气体将优先从优势通道通过。受狭小喉道限制,多孔介质中存在较多死孔隙,这部分孔隙空间不参与气体流动,对渗透率贡献极小,孔径尺寸不佳但无喉道限制的孔隙空间也能形成优势通道,具有良好的气体流通能力。