能源是人类活动的物质基础,不断攀升的能源需求和日益增大的能源压力,使得一些难开发的油气资源(如致密砂岩油气藏、多重介质碳酸盐岩油气藏、页岩气藏等)越来越受到重视。由于这些油气资源储层低孔、低(特低)渗、渗流阻力大、连通性差,若用直井和水平井开采,则无法满足高效开发的需要；若进行水平井多段压裂措施改造,产生多条裂缝,增大泄油面积,可有效提高产能,因此,多段压裂水平井已成为一种必然选择。目前,国内外水平井多段压裂工艺技术已日趋成熟,该技术已在国内大部分油田进行了广泛的应用,然而,其基础渗流理论研究相对滞后,对多段压裂后裂缝网络渗流规律与井底压力动态变化规律认识不清,导致该类油气藏水平井多段压裂后如何高效开发缺乏理论依据。从渗流力学基本原理出发,根据致密砂岩油气藏、多重介质碳酸盐岩油气藏和页岩气藏储层实际地质特征,且充分考虑压裂裂缝呈非等间距、非等半长、非等缝高、非等任意倾角的实际情况,建立了一系列多段压裂水平井渗流物理数学模型；并研究了一种求解多段压裂水平井渗流模型的新方法(包括利用点源函数理论、三维特征值法、拉普拉斯变换、正交变换等数学方法),获得了井底压力动态解；再利用计算机编程绘制了新型的试井理论样版曲线,同时分析了井参数、裂缝参数以及储层参数的敏感性特征。主要的研究模型有：①致密砂岩油气藏(无限导流裂缝、有限导流裂缝和2区线性复合)多段压裂水平井渗流物理数学模型(共3个)。②多重介质碳酸盐岩油气藏(裂缝型、孔洞型和裂缝孔洞型)多段酸压水平井渗流物理数学模型(共7个)。③页岩气藏(拟稳态扩散、非稳态扩散和2区线性复合)多段压裂水平井渗流物理数学模型(共3个)。最后,形成了一套系统的多段压裂水平井复杂渗流理论与试井分析方法,并做了4口现场实例多段压裂水平井的拟合解释,获得了有用的油气藏参数以及压裂裂缝参数。研究成果将为致密砂岩油气藏、多重介质碳酸盐岩油气藏、页岩气藏等提供新的渗流模型,促进地下渗流力学理论的发展,为水平井多段措施改造后的高效开发奠定理论基础。