作为一种非常规油气资源,页岩气藏中气体的赋存及运移机制与常规油气藏存在很大差异。首先,页岩基质孔隙和裂缝中除含有游离气外,还赋存着吸附气,在气藏进入开发阶段时,吸附气会解吸成游离气对已被采出的游离气进行补充;其次,页岩气藏中基质的孔隙尺寸极小,为纳米级尺度,孔隙半径通常仅在1～1000nm之间,这使得孔隙中气体的运移机制不仅有黏性流(达西流),还可能存在滑脱流、Knudsen扩散及表面扩散。这些差异使得页岩气的产气机理与常规气藏将有所不同,因此,气井的产能也有所差异。针对这一问题,对页岩气的产能进行了研究,主要内容如下:(1)针对目前典型的三种等温吸附模型进行了研究,即Langmuir模型、BET模型、D—R模型,最后考虑到适用性的问题,选择了 Langmuir模型用于后文的计算。(2)根据Kn数的定义及大小,对页岩气藏纳米孔隙中气体的流动形态进行了划分,研究了各个流动形态下气体的质量流量,在此基础上,考虑滑脱、Knudsen扩散及表面扩散,根据广义的达西定律,推导了纳米孔隙中页岩气的视渗透率模型,对模型进行了验证。采用该模型,分析了孔隙半径、压力、温度、Langmuir压力及Langmuir体积对纳米孔隙视渗透率的影响,并研究了黏性流、滑脱流、Knudsen扩散及表面扩散对视渗透率的贡献率随孔隙半径及压力的变化规律。(3)基于推导的考虑了多重运移机制的视渗透率模型,考虑裂缝有限导流,分别建立了压裂直井和水平井稳态产能模型,经保角变换后,求得了产能的解对模型进行了验证。在此基础上,研究了达西渗透率、滑脱因子、Knudsen扩散系数、Langmuir压力、Langmuir体积、裂缝半长及裂缝穿透比对产能的影响。此外,分析了裂缝条数对压裂水平井产能的影响。(4)基于推导的考虑了多重运移机制的视渗透率模型,在基质和裂缝间气体的流动为非稳态窜流的情况下,分别建立了基质系统和裂缝系统非稳态渗流微分方程,通过无因次化及Laplace变换,结合边界条件,求得裂缝系统渗流微分方程的参数团f(s)。假设裂缝具有无限导流能力,利用参数团f(s),考虑井筒储集效应及表皮效应,采用Stehfest数值反演,对于水平井,还结合了数值离散的方法,最终求解得到矩形边界条件下压裂直井和水平井中动态压力曲线及产能的解,并对模型进行了验证。(5)根据压力动态曲线对页岩气的流动阶段进行划分,分析了窜流系数、裂缝储容比、吸附常数、裂缝半长、矩形边界尺寸及非达西效应(滑脱、Knudsen扩散及表面扩散)等重要参数对压力动态曲线的影响,对于水平井还分析了裂缝条数及水平井长度的影响,在此基础上,研究了这些重要参数对页岩气井产能的影响。