多孔介质渗流过程广泛存在于自然界和人类生产活动中,探究多孔介质孔隙结构和流体运移的内在机制对生产实践有重要意义。多孔介质的渗流过程受控于介质内部的复杂微观结构。分形作为描述不规则、非线性物体的工具,逐渐替代传统几何方法用来表征多孔介质的复杂性。分形拓扑理论可以从本质上描述分形行为的尺度不变性,分形拓扑参数Ω(P,F)的提出,使多孔介质分形颗粒填充模型的构建过程更简单。本文基于分形拓扑理论Ω(P,F)发展了一种随机分形颗粒填充模型构建方法,并采用盒维数法验证了其有效性。在此基础上推演了分形多孔介质孔隙度和比表面积计算模型。为了研究多孔介质微观结构对流体的影响因素,本文构建了一系列颗粒形状、大小不同的分形颗粒填充模型,利用LBM方法于孔隙尺度下模拟了流体运移过程,结合渗流理论分析了分形多孔介质流的水文弯曲度和形状因子。结果表明形状因子效应随尺度的改变而改变,具体表现为随尺度增加总体减小,但变化趋势减弱,因此形状因子效应是几何特征及尺度的综合体;与此同时,形状因子效应受尺度分布范围的影响,即颗粒的最大尺度和最小尺度比越大,形状因子效应削弱;并且水文弯曲度和比表面积的比值(τ/S)、孔隙度和比表面积的比值((?)/S)均和形状因子成正相关线性关系。