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储层多孔介质的微观结构直接影响着其资源储藏量以及开采难易程度,精确描述多孔介质微观结构是实现资源发掘及产能定量评估的关键。当前多孔介质模型应用范围的局限性制约着储层结构模型在油气等资源的赋存与开采中的应用和发展。当前以煤储层为研究对象构建的分形多孔介质难以唯一确定其结构的分形行为,因此无法从本质上解释孔隙结构具有的尺度不变属性,也使得相关的物性参数的研究以及对物理过程的理解受到了限制。新近出现的分形拓扑理论从数学层面给出了分形行为的定义,并根据分形行为对分形维进行了本质解释,该理论为储层多孔介质的重构提供了有力的理论基础。本文对比分析分形拓扑理论和QSGS（quartet structure generation set）四参数随机生长算法二者之间的区别与联系,并从分形拓扑角度分析了QSGS方法参数的物理意义,提出一种广义随机自仿射多孔介质表征算法,该算法实现了自相似与自仿射,随机与确定相统一的多孔介质表征,从而简化模型构建过程。同时结合分形拓扑参数与分形维、孔隙度的关系,验证了该表征算法的有效性。该表征算法可从分形行为本质角度体现微观储层结构的分形特点,能够使模型的结构形态更贴近实际。本文从分形拓扑参数入手对多孔介质的复杂性进行了定量研究。为研究Hxy对多孔介质各向异性的影响,分析了不同Hxy值下多孔介质结构的变化情况,结果表明Hxy=1时为各向同性,反之则为各向异性;同时结合分形拓扑参数分析了行为复杂性与分形维之间的关系。综合结果表明该算法充分考虑分形拓扑参数P、F以及QSGS模型各参数对多孔介质结构的影响,并能够有效地描述多孔介质的各向异性、行为复杂性以及原始复杂性。基于上述研究结果,结合LBM方法对模型进行流场模拟,依据分形拓扑参数对渗透率、弯曲度等物性参数进行趋势变化分析,结果表明具有不同分形拓扑参数的模型其物性参数变化规律不同,同时孔渗关系随着P、F的改变呈现指数形式变化。在以上模型构建基础上对分形多孔介质的吸附进行了初步探讨,通过引入QSGS方法中的概率密度得到广义随机分形多孔介质的气体吸附图,这为后续吸附解吸的研究提供了开端。因此,本文基于分形拓扑理论着重分析QSGS参数在分形拓扑空间下的物理意义,对QSGS算法进行改进实现广义随机分形多孔介质模型的构建。基于分形行为的定义,分析分形拓扑参数对储层孔隙结构复杂特性的影响;并对孔隙度、渗透率、弯曲度等物性参数进行相关分析;同时对分形多孔介质中的吸附机理进行了初步探索。