与常规油气藏相比,页岩储层发育较广泛的纳米级孔隙,页岩油赋存状态和流动规律复杂。目前利用分子模拟方法对页岩壁面的研究多采用单矿物且页岩油模型多为单组分烃类。因此,本文利用分子模拟方法对多组分页岩油在更接近储层情况的组合壁面模型、变截面孔隙模型中的吸附和流动机理进行了研究,分析了不同影响因素条件下页岩油在纳米孔隙中的赋存形式和流动规律。构建了有机质石墨烯、无机质石英和组合壁面孔隙狭缝,采用正戊烷、正辛烷、正十二烷和主要原子个数相同的支链烷烃、环烷烃和正己酸模拟页岩油分子,利用分子动力学方法研究了油分子在纳米孔隙中的赋存状态,并分析了页岩油组分、壁面润湿性、形状因子等影响因素对页岩油赋存状态的影响。研究发现:(1)页岩油分子在孔隙中沿孔隙中心呈周期波动状不均匀对称分布,各吸附层厚度约为0.4-0.5nm;(2)压力对烷烃在孔隙中的吸附影响不明显,温度对其影响较大,低储层压力、高储层温度、大孔隙尺寸、强亲水性壁面、高形状因子、低页岩油分子量和弱极性有利于页岩油分子的解吸;(3)完全羟基化石英组合壁面中烷烃分子吸附增加18.18%,与石英孔隙规律相反,正己酸和环己烷存在吸附转移现象;(4)相同孔隙接触面积下孔隙形状因子减小0.0171,吸附相在孔隙中占比增加29.93%。采用非平衡分子动力学方法,通过对石墨烯和石英孔隙内页岩油流动的模拟,分析讨论了温度、驱替压力和孔隙宽度等对烷烃流动的影响,研究发现:(1)页岩油在石墨烯孔隙内速度剖面类似于活塞状,在石英孔隙内速度剖面呈有滑移抛物线状,流动速度随温度的升高、驱动力的增加而增加,滑移长度随孔隙尺度先增大后减小至稳定在0.62nm;(2)页岩油在α-石英结构的两种端面壁面孔隙中速度剖面不同,α端面孔隙中出现负滑移,羟基化石英壁面与流体之间的摩擦系数最小;(3)左右式组合壁面孔隙速度剖面为空缺型活塞状,上下式组合壁面孔隙中壁面处流体黏度为0.534m Pa·s,拟合有效黏度为0.417m Pa·s,夹层式组合壁面减少石英结构的厚度,页岩油滑移速度降低到87.63×10^-5?/fs;(4)考虑边界滑移和黏度非均质性的渗透率值为2.509×10^-3μm~2,小于仅考虑边界滑移速度的渗透率,大于仅考虑吸附层时的渗透率。本文关于页岩油在纳米孔隙中的吸附和流动特征的研究成果可为页岩油在考虑多组分矿物壁面孔隙中的赋存状态和流动规律提供一定的理论支撑。