水力压裂是煤层气开发常用的增产改造措施,目的是形成具有高导流能力的裂缝或裂缝网络,增大井底泄流面积,降低气体入井的流动阻力。由于煤储层具有低孔渗、闭合压力低、弹性模量小、泊松比大、质软易碎且裂缝系统复杂等特点,使得煤层压裂后裂缝形态复杂,对裂缝导流能力的准确评价存在较大难度,需要提出新的实验方法并建立相应理论模型用于煤层压裂复杂裂缝导流能力的评价和分析。本文首先开展了相同铺砂浓度下煤岩水平裂缝、T型裂缝和工型裂缝长期导流能力评价实验,研究了闭合压力和压实时间等因素对煤岩裂缝导流能力的影响,分析了煤岩不同裂缝形态下导流能力的变化规律。基于三维弹性力学和空间几何理论,支撑剂排列采用菱形六面体球粒装填方式,考虑球体颗粒铺置的迂曲度变化以及支撑剂变形和嵌入引起的压实作用,分别建立了煤岩水平裂缝、T型裂缝和工型裂缝导流能力理论计算模型。应用模型计算并讨论了裂缝闭合压力、煤岩弹性模量、泊松比和支撑剂弹性模量、泊松比以及支撑剂直径和铺砂浓度等参数对煤岩裂缝导流能力的影响,并对比分析了煤岩不同形态裂缝导流能力的差异。研究表明:闭合压力、支撑剂直径、铺砂浓度对煤岩不同形态裂缝导流能力影响明显,而煤岩和支撑剂泊松比对裂缝导流能力影响较小,且煤岩裂缝形态越复杂导流能力受相关因素影响变化越显著。本文考虑煤岩裂缝形态对导流能力的影响,提出了煤岩不同裂缝形态下导流能力的实验评价方法,建立了煤岩不同形态裂缝导流能力理论计算模型,研究成果为煤层压裂复杂形态裂缝导流能力评价研究提供了新的思路和方法,为现场煤层气井压后产能评价提供理论依据。