本文首先对页岩气藏的储层特征以及气体在微纳孔隙的传输机理进行了系统研究。基于页岩气藏中自由气和吸附气同时存在的赋存方式,以气体分子碰撞频率为基础,建立了同时考虑游离气滑脱流、克努森扩散和吸附气表面扩散的耦合气体传输模型,讨论了不同传输机理在不同孔隙尺寸以及不同压力范围下的相对贡献程度。结果表明,全孔径范围内,随着压力增大,表面扩散和克努森扩散的相对贡献程度不断下降,滑脱流逐渐成为主要的传输模式;当孔隙尺寸和压力较大时,滑脱流动成为气体传输的主要形式,此时克努森扩散以及吸附气表面扩散的可以忽略。本文以双重介质模型为基础,考虑页岩气藏多尺度流动机理与吸附气特征,建立了描述水平井多级压裂生产方式的多重介质模型,可以描述基质、天然裂缝、人工裂缝的流动特征。利用MDS平台对该多重介质模型进行了离散求解与三维成果展示。通过建立页岩气藏理想均质数值算例,对页岩气藏水平井压裂生产进行了数值模拟研究,分析了典型页岩气藏生产规律,研究了包括吸附气含量、基质渗透率以及人工压裂井的相关参数对气藏产量的影响。结果表明:页岩基质渗透率和裂缝渗透率对产量均有影响,其中增大裂缝渗透率是增加产量的主控因素;吸附气含量对气井产能有一定影响,且主要出现在生产中后期;人工裂缝的数目和长度对气井产能的增加都有一定影响。最后对某页岩气藏区块进行了实例研究,根据地质资料建立了地质和数值模型,针对水平井长度和井网部署方案进行了模拟研究。