天然气资源具有环境污染小、储量巨大的特点。我国天然气资源十分丰富,但大部分已经投入开发的气藏均遭遇了不同程度的水侵,并以边底水侵入为主。水侵将会对气藏采收率造成严重影响,对水驱气藏的研究和认识成为一项重要课题。气藏储渗空间的多样化,非均质性的强弱,将会直接影响地层水侵入特征。气藏的非均质性将会造成水体的非均匀水侵,形成大量水封气残留地层,降低气层的采出程度。目前现场开始采用对高含水气井进行压裂改造的方式来达到控水稳产的目的。压裂后,近井地带储层流体重新分布。近井地带的天然气、边水被压裂液、压裂砂推回地层。由于天然气粘度低、流速快、启动压力低,开井后天然气绕过边水水体快速流入井筒,暂时形成“气封水”,导致边水水体暂时不流动,气井产水量降低。因此压裂出的裂缝有助于提高气体渗透率、改变气水两相渗流特征,达到控水稳气的目的,从而延长气井生产时间,提高气藏采收率。本文以柴达木TN非均质气藏为例,在大量调研了国内外非均质气藏水侵文献的基础之上,分析了非均质气藏渗流机理及两相渗流特征,根据现场生产及岩心实验资料研究了水侵后储层渗透率变化,分析得出了TN气藏水侵后产量递减规律。分析了气藏微观水侵机理,通过建立室内物理渗流模型,从宏观上定性及定量的开展了非均质气藏水驱气可视化实验。通过改变不同水驱速度及驱替压差的方式分析了非均质性储层对气藏水侵规律的影响,对比气藏实际与物理模型发现均存在水相沿着高渗带突进的现象,对比横向模型与纵向模型实验发现水侵强度变化后,发现水体在纵向上将会受到更强的非均质性影响,对气藏的采收程度造成更大的影响。针对目前现场为了控水稳气而广泛采用的压裂改造,以前人压裂气井产能模型为基础,在考虑储层与裂缝应力敏感性的基础上通过定义气水两相拟压力的方式,推导了控水压裂气井气水两相产能模型,并以TN气藏实例井验证了模型对气藏的适用性,除此之外还分析了水气体积比、压裂缝长度、储层应力敏感指数三个主要参数对压裂气井产能的影响。本文的研究对于认识非均质气藏水侵规律、指导非均质气藏现场生产开发具有一定意义,同时说明采取合理的生产工作制度和一定的增产措施将有助于提高非均质气藏采收率。