在科学技术越来越发达的时代,越来越多的新能源被逐步地开发利用,但也无法动摇石油与天然气在世界能源格局上的主导地位。近年来全球天然气产量稳增,在有水气田越来越多的地层水产出,通过回注井将气田水进行回注是较为低成本且环保的做法。在保证有效回注的前提下,需要研究回注井回注层位物性特征,描述储层内流体渗流动态,掌握回注水流动趋势,以防止回注水窜漏导致环境污染,影响气田正常生产。本文以裂缝-孔隙性双重介质回注井为主要研究对象,在充分调研的基础上,结合回注井基本地质特征,引入毛细管束理论建立渗透率与孔隙度复合模型模拟描述回注井储层微尺度渗流;对于回注井裂缝网络的描述引入了树状分形裂缝网络来模拟,通过生成双分叉结构的树状分形裂缝网络,指定各级分形裂缝编号,对网络中流体的流动特性进行分析。基于树状分形网络,通过分析回注井内储层流体赋存状态,分别建立单相流体树状分形网络回注井试井模型和复合流体树状分形网络回注井试井模型;利用拉普拉斯变换和无量纲变换求解了回注井试井模型在拉普拉斯空间中的无量纲井底压力,并通过数值反演计算得到了典型的无量纲压力和无量纲压力导数曲线,进行了参数敏感性分析。最后,通过实例验证了树状分形回注井试井模型的正确性,为裂缝-孔隙性双重介质回注井安全有效注水提供了一定的理论指导。完成的主要成果和认识如下:(1)针对回注井储层多孔介质的无序性、复杂性和多样性,基于毛细管束基本流动原理,建立了多孔介质基于毛细管束假设的渗透率孔隙度复合模型,用以描述回注井的渗流特征。对复合模型的流量表达式与以往模型的流量表达式进行了比较,证明该模型与前人研究成果相符。将渗透率与孔隙度复合模型计算得出的渗透率-孔隙度关系与已有的实验数据进行了比较,两者吻合良好,验证了模型的有效性。(2)基于渗流力学基本理论,分析回注水在地层中的基本流动模型,在柱状坐标系下以井为中心,建立了回注井均匀介质渗流数学模型和双重介质渗流数学模型。回注井基本渗流微分方程为建立回注井试井模型提供依据。(3)基于树状分形理论,通过分析树状分形网络生成方法,建立微裂缝编号规则,构造了回注井分形裂缝网络结构,研究了裂缝性双重介质储层的微尺度渗流特征。树状分形裂缝网络中,基于矩形裂缝向外延伸的假设定义基本分形参数,从单条裂缝的流动特性分析扩展至整个裂缝网络流动特征分析。(4)在构建树状分形裂缝网络模型基础上,针对纯水层单相流体回注井和枯竭气井复合流体回注井两种情况分别建立了不考虑含水饱和度分布和考虑含水饱和度分布的树状分形回注井试井模型。(5)对单相流体树状分形网络回注井试井模型和复合流体树状分形网络回注井试井模型进行求解,通过数值反演绘制了无量纲井底压力和压力导数对数典型试井曲线,根据曲线特征对流动段进行划分。分别从树状分形参数及气水两相流动参数对典型曲线的影响进行了讨论。本文在前人对回注井渗流理论研究和树状分形网络模拟裂缝性储层研究的基础上,进一步深化了回注井试井模型的研究,为回注水动态监测和安全高效回注提供一定的理论依据。