随着当前非常规油气勘探开发领域技术的发展,非常规油气资源在当前全球能源结构中占据着越来越重要的地位。非常规油气主要是页岩系统油气,其储层主要为页岩储层。由于页岩中流体渗透能力极差,在开发页岩油资源的过程中,一般采用大规模水力压裂技术才能进行投产。但诸多矿场实例表明,大部分压裂液(主要是水)会在水力压裂过程中不会返排到地面,而是流入页岩基质当中。由此,在页岩基质系统中形成油水两相流动的过程。然而,流体在纳米尺度孔隙上的流体运输规律也与常规砂岩储层有所区别,所以认识页岩储层的两相流动规律在当前显得尤为重要。本文首先根据页岩储层的“双峰”孔径分布特点,构建了有机质-无机质孔径分布的高斯混合数学模型,并通过最大期望算法求解。依据“双峰”分布曲线,改进了传统随机孔隙网络建模方法,构建了页岩储层的多尺度孔隙网络模型。由于页岩储层中的纳米级孔喉发育,传统的Hagen-Poiseuille方程无法准确计算流体在其中的流动速度。因此,为了精确描述纳米孔内的流体流动,通过计算流体力学方法,构建了纳米孔内考虑滑移的单相和油水两相传导率表征数学模型。特别地,为了进一步精确表征角隅传导率,基于支持向量机和遗传算法,提出了预测角隅传导率系数的混合优化智能优化技术。通过统计学分析可得,该智能模型具有非常高的预测准确度和鲁棒性。最后,采用准静态流动模拟方法,在多尺度页岩储层孔隙网络模型中实现了油水两相流动模拟,得到了毛管力曲线和油水两相相对渗透率曲线。结果分析表明,滑移效应不会影响毛管力曲线的变化,但会显著影响相渗曲线。在油水两相同时存在时,滑移效应更能强化润湿相即水相的传输能力。除此之外,与孔喉比和配位数相比,有机质孔的发育状况是影响油水两相流动性质最重要的孔隙结构因素。