页岩气是一种主要以吸附态和游离态储集在超低渗致密页岩地层中的非常规能源,由于储层极其致密,采用传统的直井开采很难获得工业气流,因而导致页岩气的发展受到了严重阻碍。近十几年来,尤其是在美国,由于水平井钻井技术及大型水力压裂技术的广泛应用,美国页岩气工业发展得到了长足进步,页岩气藏已能采出可观的工业气流。页岩气,正在成为改变世界能源格局的力量。近些年来,国内外学者围绕这页岩气开采这一热点话题,开展了大量的研究工作,并取得了非常丰富的学术研究成果。然而,页岩气作为一种新兴的非常规能源,其不同于常规气藏的储层构造特征及特殊渗流机理依然没能在短短几十年时间内得到较为透彻的研究,页岩储层内部涉及到吸附气解吸后的流动复杂性等问题依旧没有一部较为权威的专著来进行系统讲解,加之现在较为广泛采用的水平井结合水力压裂工艺开发方式,页岩储层中出现了气水两相流动情况,这都使得页岩储层内流体的流动变得异常复杂。开展页岩气藏基础渗流理论研究,明确页岩储层特殊构造及其内部流体流动规律,揭示各类地层参数和生产指数对页岩气藏开发造成的影响,这对系统化的研究页岩气藏有着非常重要的意义。论文以页岩气藏地质特征及吸附解吸扩散规律为基础,以采用压裂水平井开发方式开发的页岩气藏为研究对象,分别就双重介质页岩气藏、考虑启动压力梯度及滑脱效应的页岩气藏到气水两相流动的页岩气藏进行了深入研究,建立了彼此不同的渗流数学模型,采用一系列数学手段求解,得到了各类模型的解析解,通过绘制典型曲线和进行敏感性分析,研究了各类储层及生产参数对典型曲线的影响,为页岩气藏压裂水平井开发提供了一定的理论指导。通过研究,本文取得了如下主要成果:(1)从页岩气藏特殊渗流机理出发,采用Langmuir等温吸附定律及Fick扩散定律对页岩储层内解吸气流动规律进行了研究,得到了解吸气拟稳态和非稳态扩散的基础表达式。(2)基于渗流力学及油气藏工程基本原理,结合页岩气解吸扩散规律,分别建立了双重介质页岩气压裂水平井、考虑启动压力梯度及滑脱效应的单双重页岩气压裂水平井渗流模型,通过采用Laplace变换及点源函数法等数学方法得到了各个模型在Laplace空间下的精确解。(3)基于水力压裂后页岩气藏出现压裂液返排的实际情况,建立了基于气水两相流动的双重介质页岩气压裂水平井渗流模型,通过采用Laplace变换、特征值法及正交变换法等数学方法得到了两相流模型在Laplace空间下的精确解。(4)通过Stehfest数值反演法及杜哈美原理获得了实空间下的模型解,分别绘制了各个模型的无因次拟压力及其导数典型曲线,无因次产量积分及其积分导数曲线,并对典型曲线上的各个流动阶段进行了详细划分。(5)对各个模型的敏感性进行分析,主要考虑到了如表皮系数、裂缝条数、井筒储集系数、解吸系数、弹性储容比及窜流系数等参数的影响。本文在前人对页岩气藏渗流理论研究的基础上,进一步深化了对页岩气藏试井理论及产量递减的研究,为页岩气开发中的参数优选提供了一定理论依据。