致密砂岩气藏的孔隙度、渗透率极低,需采用水平井分段压裂等储层改造技术进行开发,合理的压后返排制度有利于提高压裂液返排效率、控制支撑剂回流,提高压裂改造效果。为了研究支撑剂在缝网中的回流规律,自主设计“缝网返排实验装置”,研究缝网结构、返排液粘度、返排流速等对返排过程的影响,实验结果表明:裂缝与垂直井筒距离缩短,段间距和压裂段数增大时,支撑剂回流率降低;与清水相比,低粘度的线性胶返排液可以降低支撑剂回流率和单位时间回流率,粘度升高单位时间回流率增加;返排流速增加,支撑剂回流率和单位时间回流率增大。为了研究水平井分段压裂返排过程中的压力变化规律,根据体积平衡原理建立水平井分段压裂压裂液返排数值模型,影响因素分析结果表明:随着返排时间增加,压裂液滤失速度、返排速度降低,最终降为0时,滤失量与返排量之比约4:1;油嘴尺寸增大,压裂段数减少时,压降速度变快;地层渗透率、孔隙度、弹性模量增加,压降速度变快。为了进一步研究支撑剂的回流规律,分别考虑停泵后、返排开始、裂缝闭合三个阶段支撑剂颗粒的受力情况,建立支撑剂运动模型、沉降模型和回流模型,支撑剂回流模型分析结果表明:裂缝闭合时,支撑剂临界返排流速和安全放喷油嘴半径迅速增大;压裂段数增加,安全放喷油嘴半径增大;压裂液粘度增加,临界返排流速降低;由于粘结力作用,裂缝闭合前后,支撑剂粒径对临界返排流速的影响结果相反。根据返排实验结果,以及建立的压裂液和支撑剂模型,得到水平井分段压裂返排制度的优化设计方法,并针对某致密砂岩水平井完成返排方案设计。本文的研究内容为水平井分段压裂返排制度优化设计提供理论依据,对致密砂岩气的开发具有促进作用。