水力压裂是低渗透油气藏开发评价和增产增注必不可少的技术措施,而油气井压后的压裂液返排又是水力压裂作业的重要环节。目前,对压裂液返排的控制,大多采用经验方法,没有可靠的理论依据。本文对压裂液的返排过程和压后井底压力的确定进行了较为系统的研究,旨在为压裂液返排控制提供理论依据。本文首先依据渗流力学理论对裂缝闭合过程中压裂液的滤失机理进行分析,考虑了压裂液滤失的二维数学模型。数值模拟结果表明,二维模型考虑了缝长方向上的滤失,能更好地反映实际情况,其计算出的滤失量比一维模型计算出的滤失量可靠。在以压裂液的滤失机理分析和滤失量计算的基础上,运用流体力学和数值模拟的相关理论以及物质平衡原理对返排期间裂缝闭合的过程建立压裂液返排的数学模型,同时考虑了启动压力梯度的影响,给出压裂液返排数学模型的数值解法。计算结果表明,为了减少压裂液对储层的伤害,低渗透储层中的压裂井应采用停泵后立即返排的方式,使裂缝强制闭合。实测井口压降曲线与计算值的比较结果表明,建立的模型能够比较准确地预测裂缝闭合过程和压裂液返排过程。最后,对返排的影响因素进行了室内实验研究,通过岩心实验,验证了模型的准确性,进而对模型进行了完善和优化。以机理研究为基础,提出了针对不同的储层条件和压裂施工参数进行返排控制方案设计的原则和方法,编制了返排参数预测程序,通过对返排参数的优化来指导压裂液返排作业。