低渗透多孔介质中流体的流动具有非线性渗流特征,对其流动规律的描述通常是在渗流规律实验和参数拟合的基础上,建立非达西渗流数学模型,其结果未能揭示非线性渗流的机理和物理本质,一直缺乏从基础理论出发的分析结果。本文从流体力学角度分析其根本原因,通过实验分析、理论模型和数值模拟相结合的方法,建立了考虑液固界面作用的微可压缩流体的渗流理论模型,为研究多孔介质的非线性渗流规律奠定了理论基础,提供了新的研究方法。论文首先从微圆管流动实验入手,研究流体在微尺度下的非线性流动。通过对微流动非线性的影响因素分析,发现非线性流动特征明显,出现了启动压力梯度现象。从液固界面作用的角度出发,改变了微圆管壁面的亲疏水性,发现流体在相同管径下的微圆管中流速得以提高,流动阻力得以降低,体现了液固界面作用力对流体在微圆管内流动的重要影响。综合应用流体力学、渗流力学、现代数学、现代非线性力学等理论分析方法,考虑长程固液静电力和范德华力及流体微可压缩性的影响,建立了流体非线性运动方程组,引入涡函数和流函数,利用正则摄动法求得速度和压力分布的近似解析解。计算结果表明考虑界面力和微可压缩性条件下流体非线性特征和微尺度效应明显,且与微管实验规律一致。从流体的微可压缩性和液固界面作用力的角度揭示了产生非线性流动的原因。以微管单相流动数学模型为基础,建立了考虑液固界面作用及流体微可压缩性的两相非稳态流动数学模型；利用微管两相流动数学模型,建立了反映多孔介质流动特征的毛管束模型,对比分析了流体的微可压缩性和液固界面作用力对进出口端定压、进口定流量出口定压力两种情况下水驱油规律的影响。采用水驱油动态网络模型,模拟了考虑液固界面作用的微可压缩流体在网络模型中的流动,分析了流体的微可压缩性、液固界面作用力、平均喉道尺度和驱动压力对剩余油分布类型及比例的影响。结果表明,微可压缩性和液固界面作用对剩余油比例影响较大,以簇状剩余油为主；平均喉道半径越小,剩余油比例越高,以簇状剩余油为主；当喉道半径变大,压力梯度变大,剩余油较少时,膜状剩余油最难驱替。结果显示簇状剩余油和膜状剩余油的形成受液固界面力的影响最大,为挖潜剩余油提供了理论依据。