我国老油田普遍进入了高含水开采阶段,新探明储量的70%为低渗透油气藏,为保持国内油气产量的稳定,必须对开采难度较大的低渗、特低渗油田进行开发。由于特低渗油气田大多为页岩等致密性储层,地质结构复杂,天然裂缝及人工压裂裂缝形态难以描述,储层裂缝模型建立的精确程度直接影响着后续的油田开发。因此,开展储层裂缝建模研究和地层压力研究,对特低渗油气田的开发有重要的意义。目前,三维建模的研究主要通过地质统计学理论。由于传统地质统计学方法在描述空间分布方面的限制,多点地质统计方法成为主要的储层建模手段。随着多点统计方法的深入研究,在大规模地质模拟时,CPU串行方法受到一些参数数值的限制而导致计算效率缓慢,甚至出现因内存过度消耗而计算崩溃等问题,使得逐点模拟算法的实际应用难以达到理想效果。页岩储层的精细构造及天然裂缝发育的研究使得裂缝性油气储层的压力模拟研究也更加的全面精细。目前,主要有等效连续模型、离散模型及综合模型等模型用以裂缝性储层的建模及其流体流动模拟研究。而如何将建模得到的裂缝表征成果应用到渗流模型中去,研究裂缝参数对渗流压力场和产能的影响规律,是致密油气藏渗流研究的重要组成部分。本文首先研究了多点地质统计SNESIM方法的并行实现,采用随机模拟方法得到储层裂缝模型。并分别从解析和数值方法两方面对致密油气藏中的垂直裂缝井和多段压裂水平井进行求解。主要研究成果如下：1.提出使用多点地质统计方法随机模拟页岩油藏天然裂缝的空间分布。实现了SNESIM随机模拟策略的单网格方法和多重网格方法,并将计算待模拟结点概率分布函数的模块任务在GPU上进行了多线程并行执行。以300数据模板为例,GPU并行方法的总模拟时间比CPU串行方法加快了约25倍,内存消耗降低了800倍,显著提高了储层天然裂缝的三维空间建模效率。2.优化并行方法中,因GPU和CPU之间的数据交互而形成的计算缓慢问题。针对多重网格方法,提出在GPU内部设置数据缓冲区的方案,来减少CPU主机和GPU之间的数据读取交互时间。针对计算数据模板偏移量时所需的大量重复计算问题,采用预缓冲方法减轻CUDA线程计算的负荷,通过偏移量的增减对数据模板的节点位置进行快速定位,优化了并行算法的计算效率。3.开展页岩储层压力解析求解研究。利用瞬时源函数推导出各种类型边界条件下,多层垂直裂缝井以及水平井多段压裂的压力分布表达式,提出压裂裂缝与各种井型之间为任意角度时的模型,并推导出该模型在不同边界条件下的压力表达式。将理论计算结果与国内某油田实际井例进行压力分析比较,验证了模型及其解析方法的精确性。4.研究储层压力模拟的数值计算方法。使用非结构PEBI网格对特低渗油气藏储层模型的断层、压裂裂缝等进行网格划分,并采用有限体积法对渗流力学方程进行离散,建立数值模型。最后通过GMRES迭代算法求解线性方程组,得到水平井多段压裂模型的地层压力场分布。5.利用页岩储层的压力场数值分析方法,对一口多段压裂水平井进行压力场数值实验分析。模拟了特低渗油气藏中,均质地层情况下不同水平渗透率对产量的影响,以及非均质地层情况时渗透率的变化对水平井井底流压和地层压力场的影响,提出不能用常规油气藏渗流规律中的产量与压差关系,来描述在特低渗油气藏(如致密气、页岩气等储集层)中的渗流特征。6.研究双孔地层中水平井多段压裂的渗流特征。采用随机模拟方法得到的裂缝性油藏中天然裂缝模型的水平井多段压裂双孔渗流方程,推导出水平井多段压裂情况下的压力表达式。通过压力表达式的求解分析了实际生产过程中,多段压裂水平井的七个较为明显的流动段,与实际生产过程吻合。