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我国页岩气资源储量丰富,但由于页岩储层属于低孔、低渗的超致密气藏,其自然产能低;且气体赋存状态不同于常规天然气藏,多以吸附态、游离态及溶解态等形式存在。因此,准确认识页岩气运移过程中的吸附、解吸、扩散及渗流特征对页岩气藏的高效开发具有十分重大的意义。本文在对页岩气特征、生成机理、赋存机理以及储集过程等充分认识的基础上,从页岩气在多尺度储集空间和多重运移采出机理出发,考虑页岩气吸附解吸、扩散、气体滑脱及应力敏感的影响,建立页岩气藏双重介质非稳态渗流模型。通过CMG数值模拟软件,建立页岩气藏压裂水平井单井数值模拟模型,并对产能敏感因素进行分析。取得的主要研究成果如下:(1)在大量国内外文献调研的基础上,对页岩气生成、赋存、运移及储集特征进行了系统的分析,深刻认识其与常规天然气藏的区别,为页岩气藏非稳态渗流模型的建立奠定了理论基础。(2)以G-K双重介质模型为基础,建立考虑页岩气Langmuir吸附、Fick第二扩散定律、应力敏感效应及气体滑脱效应影响的非稳态渗流模型。通过对基质及裂缝气体渗流模型的耦合,建立描述页岩气藏压裂水平井的气体综合渗流微分方程,并对气井产能影响因素进行了分析。(3)目前,数值模拟法、解析法、试井资料分析法等均是页岩气藏压裂水平井产能预测的主要方法。本文在Genliang Guo油藏压裂水平井产能模型的基础上,提出修正模型;另外,将页岩气藏气体渗流划分为压裂裂缝两端及压裂裂缝两边的流动,建立基于单条裂缝的页岩气藏稳态产能评价模型。(4)基于CMG数值模拟软件,建立页岩气藏压裂水平井单井数值模拟模型,并对影响气井产能的气藏及工程参数进行研究。结果表明:随着基质/裂缝渗透率的增加、Langmuir压力的增加、井底流压的降低、水平井筒长度的增加、人工裂缝半长的增加,气井产能呈现不断上升的趋势,说明这些参数对气井产能敏感性很强;随着岩石压缩系数及Langmuir体积的增加,气井产能变化并不明显,即岩石压缩系数及Langmuir体积对气井产能敏感性较弱;随着人工裂缝间距的增加,气井产能总体上呈现不断上升的趋势,但并不是裂缝间距越小产能越高。