水平井分段多簇“体积压裂”技术在致密油气资源开发中得到广泛应用。压裂时支撑剂在裂缝中运移铺置直接影响着压裂改造效果。但目前国内外对于支撑剂在致密储层体积压裂裂缝中的运移规律研究存在模型考虑过于理想化,其研究成果还难以真实反映裂缝中支撑剂运移铺置情况。鉴于上述问题,本论文旨在以致密储层水平井分段多簇压裂为工程背景,建立复杂裂缝模型,考虑不同施工参数、物性参数、裂缝特征等因素,对支撑剂在致密储层复杂压裂缝网中的运移规律展开研究。(1)充分调研致密储层压裂裂缝特征和国内外铺砂实验装置发展现状,为论文中模型的建立提供依据;同时调研国内外支撑剂运移理论的相关文献,对支撑剂运移铺置进行了系统地研究。(2)结合机械设计原理、相似准则、光电学和流体力学等相关理论,充分考虑国内外现有模型的局限性及致密储层压裂裂缝特征,研发出一套大型可视化裂缝铺砂装置,该装置符合致密储层压裂裂缝特征。(3)基于复杂裂缝模型,考虑了排量、压裂液粘度、支撑剂粒径、支撑剂浓度和裂缝角度等因素,开展了致密储层复杂缝网中支撑剂铺置规律研究,采用砂堤平衡时间、平衡高度、砂堤最高点距离、铺置率等表征参数分析了支撑剂铺置效果。增加泵注排量、压裂液粘度,近井筒中支撑剂铺置率降低,深部裂缝中支撑剂铺置率增加;支撑剂粒径越小,深部裂缝中支撑剂铺置率增大;支撑剂浓度主要影响近井筒中支撑剂的铺置率;支撑剂更易进入与主缝夹角较小的分支裂缝中。(4)通过流量测试系统,分析了变排量、压裂液粘度、粒径、砂浓度、裂缝角度等因素对支撑剂向分支裂缝及多级分支裂缝转向时流量临界分布,分析了支撑剂向分支裂缝中转向运移过程及结果,揭示了支撑剂由主缝向分支裂缝转向运移的规律。研究得出,增大排量,支撑剂向各级分支裂缝中的临界转向时间大幅缩短;增加粘度,支撑剂转向时间随粘度的增加显著缩短,粘度达到4mPa.s时,支撑剂在各级裂缝中转向运移距离达到裂缝最大长度;增加支撑剂浓度或裂缝角度不利于支撑剂向深部裂缝中转向运移。(5)通过改变粒径组合、不同粒径支撑剂比例和泵注方式,明确了支撑剂在分支裂缝中分选规律。30/50目和40/70目大粒径支撑剂主要沉降在靠近主缝或近井筒端次生裂缝中;小粒径支撑剂在深部窄裂缝中占比较大。本文综合考虑了致密储层压裂改造时的施工参数、物性参数、裂缝网络形态,建立的实验模型与实际致密储层压裂缝网的契合度较高,其研究成果可为致密储层压裂方案设计提供有效指导。