为进一步加快、优化威远-长宁区块页岩气开发,实现威远-长宁区块页岩气持续上产和长期稳产,亟需在页岩气压后返排机理、符合页岩气特征的返排制度与返排工艺,以及经济有效的采气工艺技术等方面开展深入研究。本文对返排过程中气水两相流动进行了系统和深入的研究,建立了基质-离散裂缝耦合的气水两相渗流模型,然后采用有限元-有限体积数值方法进行求解。研究成果为压裂液返排和压后页岩气产能预测提供了可靠的计算方法,对于指导压裂液返排具有重要的现实意义。本文主要完成以下研究内容:首先,考虑吸附气解吸、页岩气非线性流动机理,以及基质与裂缝内不同的毛管力和相渗曲线,建立了页岩基质-离散裂缝网络内的压裂液返排模型,模型可以方便地简化为油水两相流与相关实验结果进行对比验证;然后,考虑页岩气独特的成藏机理,页岩基质孔隙初始含水饱和度低于束缚水饱和度,编制了有限元-有限体积程序,并对程序进行正确性检验;最后,建立实际井的物理模型,与实际气水产量数据进行历史拟合,之后预测了实际井的气水产量。同时,本文进行了地质参数和压裂施工参数对气水产量的影响规律研究。研究发现:由于束缚水饱和度高于初始含水饱和度,相当一部分水进入页岩基质后变为束缚水,使得返排率越大,产气量越小。实际不同井之间的返排率具有较大差异主要源于其束缚水饱和度的差距,这也是导致返排率很难直接与页岩气产量挂上钩的原因。裂缝间的相互干扰对压裂液的返排影响较大,交叉处的含水饱和度远高于其他位置,使得复杂缝网的累计产气量仅仅比简单缝网略高。