页岩储层压裂的关键是形成大范围的有效改造体积,并获得足够导流能力的裂缝网络体系。然而,压裂液和支撑剂在复杂裂缝中存在分流现象,考虑到滑溜水压裂液低携砂性能,直接影响主、次裂缝中的支撑剂量和展布形态,以及裂缝的导流能力和有效性。目前,对于复杂裂缝体系内支撑剂的分布规律、铺置状态、网络裂缝有效性等问题认识尚不清楚。因此,如何深化认识支撑剂的受力、分流、运移特征及其影响因素,明确支撑剂的分流与展布机理,提出提高裂缝长期有效性的方法,对于页岩储层的高效开发有着重要意义。以固液两相流理论为基础,开展了支撑剂在压裂液中沉降规律研究,对影响颗粒沉降及运移的主控因素进行评价。根据页岩储层压裂施工特点及复杂裂缝分流机理,采用变密度离散相模型和欧拉拉格朗日模型相耦合的方法,建立了三维复杂裂缝网络支撑剂运移模型。模型克服了一般离散相模型颗粒体积系数小于10%的难题。分析了支撑剂在变裂缝宽度下的流场和浓度分布,开展了任意类型复杂裂缝内支撑剂的运移轨迹追踪,研究了颗粒在主次裂缝内铺置状态,揭示复杂裂缝网络内有效支撑的裂缝尺寸及形态。根据实际压裂泵注工序,通过研究不同粒径支撑剂颗粒在复杂裂缝内的分布规律,提出了提高支撑剂优先进入分支裂缝可能性的方法。针对胶结天然裂缝开展了自支撑渗透率评价,分析了充填矿物类型、剪切滑移程度及缝面粗糙度等因素与渗透率应力敏感的关系。同时,对不同支撑形式、裂缝通道、转向裂缝以及水岩作用后的裂缝导流能力进行评价,探讨了各种复杂裂缝形态下的支撑剂铺置状态与导流能力的关系。针对不同裂缝形态,建立了复杂裂缝体系导流能力的计算模型,考虑了支撑剂破碎、嵌入、变形以及时间的影响,并对裂缝通道进行研究。最后,根据支撑剂在缝内的非均匀分布状态以及裂缝内各位置的导流能力分布,提出了支撑剂非均匀分布的表征方法,建立了考虑支撑剂沉降及非均匀分布的页岩气产能模型,探讨了缝间支撑剂非均匀分布和缝内沉降程度对气井产能的影响。通过理论分析和数值模拟研究相结合的方式,揭示了复杂裂缝支撑剂非均匀分布的规律,并系统的评价了裂缝网络的有效性,进行了考虑支撑剂沉降和非均匀分布的压后效果评价,研究成果为页岩气压裂施工设计以及产能的精确评价提供理论依据。