随着石油工业的不断发展,油气藏开发技术不断提升,水平井成本以及水力压裂成本逐渐下降。作为有效的油气藏增产改造手段之一,水平井分段压裂技术加速了投资的回流,提高了油气田开发的经济效益,受到了广泛的关注。虽然已有大量研究对裂缝性油藏直井、水平井或压裂改造的生产情况进行了分析,但在分析天然裂缝发育的砂岩油藏的渗流规律时仍不完善。解析方法和半解析方法求解复杂地层中渗流情况时,要么采用等效的理念对合并了裂缝、基质,要么限制了水力裂缝的走向,且求解形式复杂。数值模拟的方法虽能避免这些问题,但随着地层复杂程度的上升,结构性网格也很难找到合适的变换方法以适应水力裂缝的倾斜特征。因此,本文基于有限体积法和非结构网格,对水平井分段压裂后的、发育天然裂缝的砂岩储层进行了渗流规律的数值模拟分析。首先,针对分段压裂水力裂缝形态特征,采用特定的非结构性网格和结构性网格相结合的方法,对水平井分段压裂后的地层进行了划分。这种网格在处理水力裂缝形态生成网格时灵活性更高,水力裂缝的倾斜角度和长度均可变。接着,基于双重介质理论对地层渗流规律进行了研究,建立了裂缝性砂岩油藏水平井分段压裂的数学模型。结合前面划分的网格的特征,分析并解决了该类网格内和网格间进行渗流规律分析时参数选取的问题,并结合有限体积法离散了渗流模型,得到了裂缝性砂岩油藏水平井分段压裂的数值模型。针对被求解线性方程组系数矩阵的特征,采用了正交极小化的方法进行处理,并编制了程序对模型进行求解。最后,在模型通过可靠性验证之后,分析了裂缝性砂岩水平井分段压裂后的油藏渗流特征。通过对裂缝和基质系统的压力分布的计算,验证了基质系统对裂缝系统的压力补充作用,以及裂缝系统(天然裂缝和人工水力裂缝)对油藏的沟通作用,肯定了地层中裂缝对流体渗流的积极影响。通过计算结果对水力裂缝主要特征参数进行了敏感性分析,得到了不同时期水力裂缝参数对油井增产效果的影响。水力裂缝单一参数的增产改造效果往往具有上限。在这之前,水力压裂存在最优改造效果的裂缝参数范围,超过该范围后增产改造效率降低,因此水平井分段压裂不能一味追求压裂规模。