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非常规油气藏具有岩石致密、孔隙度和渗透率极低、孔隙类型具有多尺度性、强非均质性以及储量丰度低等地质特征,通常采用水平井和大规模"超级"分段压裂的井工厂模式再造一个缝网发育的"人工油气藏"而实现集约化高效开发。本文从高效开发的角度阐述了非常规油气藏开发过程中的工程科学问题:(1)考虑应力场和储层孔隙类型多尺度的地质建模问题(初始建模和压后二次建模);(2)非常规油气藏的裂缝扩展数值模拟问题;(3)非常规油气藏的生产数值模拟及其大规模数值计算;(4)井工厂中水平井和压裂裂缝空间位置的优化设计方法。结合课题组(中国石油大学油气渗流中心)的研究特色。综述了这些工程科学问题的发展现状和趋势,提出了基于非常规油气藏地质模型和数值模拟的井工厂开发模式工程参数的优化设计方法,对非常规油气藏的科学高效开发具有重要的意义。