海上厚层低渗气藏不同于常规气藏,海上特殊的地理环境决定了其开采周期比较短,需要进行高速经济的开发来尽快回收成本。厚层低渗气藏的储层通常具有低孔隙、低渗透率和强非均质性的特征,需要采用水平井开发来满足经济开发的要求。厚层低渗气藏的渗流机理复杂,本文结合实验结果分析了低渗气藏中存在的滑脱效应、启动压力梯度、应力敏感、高速非达西效应和水锁伤害。本文在厚层低渗气藏渗流机理的基础上,对比经典的稳态水平井产能研究方法、建立多层非稳态水平井产能模型和采用数值模拟的方法对厚层低渗气藏水平井产能进行研究。本文取得的主要研究成果如下:(1)厚层低渗气藏孔隙结构特征分析表明,原生孔隙保存较少,次生孔隙占孔隙总体的60%～75%,微孔隙虽然比较发育,但是孔径比较小、连通性差实际意义并不大。(2)渗流机理分析表明:①滑脱效应出现在较低的压力条件下,而气藏的废弃压力远远大于滑脱效应出现的低压力;②实际气体的渗流速度比较快,地层中不存在低速渗流的条件,可以不考虑启动压力梯度;③气藏中流体的渗流为高速渗流,其渗流规律不符合达西渗流定律;④随着气藏开发,地层压力的下降会出现应力敏感现象,对储层渗透率造成伤害;⑤造成水锁效应的因素主要有:毛细管效应和贾敏效应。(3)对比分析经典的稳态水平井产能公式,结合气藏水平井的实际参数研究了不同公式下水平井长度、储层厚度、渗透率比和偏心程度对水平井产能的影响。(4)建立考虑储层应力敏感、高速非达西和层间渗透率差异性的多层非稳态渗流方程。利用拉氏变换和格林函数对渗流微分方程进行求解,分析了非稳态条件下储层厚度、渗透率、水平段长度和高速非达西系数对水平井产能的影响。(5)利用建立的厚层低渗气藏单井模型,研究了水平段长度、裂缝长度、裂缝条数、水平井位置和水平井井距对水平井产能的影响。