本文在国内外文献的基础上总结并简要论述了页岩气成藏特征及储层物性,页岩气微观运移与产出机理等相关理论。基于理想化水平井分段压裂模型,考虑了储层渗透率、地层流体的密度和黏度随气藏压力的变化,以及启动压力的影响,建立了页岩气水平井单井开采数学模型。该模型忽略了岩块孔隙系统与裂缝系统之间的窜流过程,有效避免建立解吸附微观流动方程,即只考虑吸附气解吸了多少,不考虑其微观过程。从而减少了大量复杂的运算带来的巨大工作量,也能够很好的反应页岩气解吸附特征。同时,建立了页岩气水平井井筒储层耦合模型,在页岩气水平井单井开采数学模型和井筒储层耦合模型的基础上,利用临界解吸压力和额定输压将页岩气排采划分为三大阶段:纯游离气阶段、井口压力降到额定输压时的阶段和井口压力降至额定输压之后的阶段。并结合携液能力、节点分析、相关阶段排采特征等进行了制度优化思路和求解过程的介绍,从而建立了页岩气排采制度划分标准与理论。通过Visual Basi语言编制了页岩气水平井单井数值模拟及排采制度优化软件,开展了对页岩气水平井单井排采的制度优化与模拟预测的实例分析。结果表明:建立的页岩气水平井单井开采数学模型和井筒储层耦合模型能够有效描述页岩气水平井单井的开采动态,独创的排采制度优化理论具有很强的可行性,对指导实际生产有着重要意义。