我国页岩气储量丰富,近年来,页岩气的勘探开发越来越受到重视。页岩气藏渗透率极低,水平井体积压裂是其实现商业化开采的关键技术。常规气藏压后如果不及时返排,往往会造成严重的水锁伤害,严重影响气井产能。与常规储层相比,页岩气藏压后返排率通常较低,某些页岩气井返排率甚至低于5%,有必要对影响页岩气藏压裂返排的因素进行研究分析。本文在广泛调研国内外文献的基础上,针对页岩储层特性和体积压裂水平井特征,深入开展了页岩气藏压裂水平井压裂液返排数值模拟研究,主要完成了以下工作:(1)基于嵌入式离散裂缝模型,针对储层裂缝中单相气体渗流进行了模拟,运用CMG数值模拟软件进行了模型验证,通过网格敏感性分析提出了合理的网格尺寸,最后将模型推广到复杂裂缝形态下的流体渗流模拟。(2)运用嵌入式离散裂缝模型和双重介质模型表征页岩储层体积压裂形成的复杂裂缝网络,首次建立了综合考虑复杂裂缝形态、主裂缝有限导流、页岩气吸附解吸、克努森扩散、滑脱效应、应力敏感、毛管力渗吸效应的页岩储层压裂水平井气-水两相双孔双渗压裂液返排模型。(3)基于有限差分方法,对模型中的渗流方程和边界条件进行离散化处理,得到了有限差分方程组求解格式。采用MATLAB编程,编制了页岩储层压裂水平井压裂液返排数值模拟程序。(4)模拟了压裂返排过程中气-水流动规律,分析了人工主裂缝渗透率、压裂规模、页岩气吸附解吸、滑脱、扩散、毛管力、关井时间等对压裂液返排及产能的影响。本文所建立的页岩气藏压裂水平井气-水两相渗流模型,对于页岩气井的返排模拟和生产动态预测具有重要意义,可指导现场压裂返排优化设计。