“水平井+体积压裂”是页岩气藏开发的标准模式。在改造过程中,几万方的压裂液注入储层中,但返排率却普遍较低,大量的压裂液长期滞留在储层中;与此同时,实际矿场还出现了低返排对应高产量的情况。为了合理的解释这些现象,需深入认识压裂液在页岩基质中的渗流机理、分布特征及对产气的影响。然而,页岩复杂的孔隙结构和压裂改造的多环节性给相关研究带来了挑战。针对这些挑战,本研究以水基压裂液中的“水”为研究对象,在深入认识页岩孔喉结构和流体分布特征的基础上,研究压裂液在页岩孔隙尺度和岩心尺度上的渗流机理,揭示压裂液在页岩多孔介质中的渗吸规律,再结合实际压裂施工参数刻画“压裂-关井-返排”全过程压裂液的分布特征,揭示压裂液滞留对产气的影响。本论文的主要工作及认识如下:（1）建立了真实页岩有机孔和无机孔分布量化方法。利用氮气吸附法分别测量干燥/含水条件下的页岩和页岩无机质孔径分布,分析水在页岩和无机孔中的分布特征,再结合页岩有机孔和无机孔的润湿性差异,获取了干燥/含水条件下真实页岩有机孔和无机孔的分布特征,为后续研究压裂液在孔隙尺度的传输和岩心尺度的渗流提供基础参数。（2）揭示了压裂液在页岩不同类型孔隙中渗流的微尺度效应差异及机理。结合分子运动学、界面化学和微观渗流力学表征了固液作用导致的水相表观粘度、边界滑移效应以及气液作用导致的表面张力尺度效应,建立了水在页岩孔隙尺度上的单相和两相传输模型。分析表明:由边界滑移效应和疏水作用力占主导地位的“低粘效应”增强了水在疏水有机质孔中的单相传输能力,由范德华力占主导地位的“高粘效应”降低了水在亲水无机孔中的单相传输能力,影响顺序为黏土＞云母＞石英;对于两相传输,界面张力的微尺度效应进一步增大了压裂液进入有机质孔的难度,减缓了压裂液在无机质孔中的渗吸速率。孔隙尺度单相传输和界面现象的研究为多孔介质尺度的两相渗流模拟奠定了基础。（3）建立了“压裂-关井-返排”全过程压裂液分布特征评价方法。利用孔隙网络模型获取了考虑真实页岩有机孔/无机孔分布和微尺度效应的气/水相渗和毛管力曲线,建立渗流模型揭示压裂液在页岩多孔介质中的渗吸规律,再结合压裂液注入量、缝网面积等参数,给出了关井过程中压裂液渗流由“渗吸”向“扩散”转变的时机,量化了不同关井时间和返排压差下的侵入距离和含水饱和度分布。分析表明:关井期间近壁面压裂液向基质深处的扩散以及高含水饱和度下排驱毛管力和渗吸毛管力的差异会导致压裂液大量滞留在储层中,进一步从渗流理论上揭示了压裂液返排率低的机理。（4）提出了考虑压裂液滞留影响的页岩气井产气能力计算方法。考虑压裂液污染范围和污染区内有效渗透率修正了页岩气压裂水平井二项式产能方程,再结合考虑压裂液含量的页岩气藏物质平衡方程,形成了考虑压裂液对储层能量的补充作用、对储层的伤害以及储层自身水锁缓解效应的产气能力计算方法。分析认为:从储层伤害和水锁缓解的角度来看,压后气井产能随关井时间的增加先减小后增加,但考虑矿场实际分段压裂的施工周期较长,难以实现整体的立即返排,矿场可能直接表现为关井时间越长,产量越高。但关井使得水锁效应缓解到一定程度后,再继续延长关井时间对产能的提升作用明显降低,从储层水锁缓解的角度,存在一个合理的关井时间。本研究揭示了压裂液在页岩孔隙尺度和岩心尺度的渗流规律,建立了“压裂-关井-返排”全过程压裂液分布特征评价方法,形成了考虑压裂液滞留的产气能力预测模型,有望为页岩气藏压裂施工参数设计与产能预测提供进一步的理论支撑。