Z1HF井为南华北盆地第一口煤系页岩气水平井,目的层存在埋藏深、岩性组合复杂、物性条件差、强非均质性、大水平应力差等难点。本文基于岩心分析、测井、岩石力学、压裂模拟对太原组(2)~(4)号层开展岩石破坏及裂缝延伸室内模拟实验,明确了岩石破坏特征及人工裂缝扩展形态。在综合分析Z1HF井压裂改造难点基础上,以扩大多岩系穿层改造覆盖率、提高裂缝复杂程度、增加改造体积为目标,提出了“短段多簇+限流压裂+差异化泵注+高强度加砂+高效双暂堵+复合压裂液体系”为主体的压裂改造思路,累计完成20段129簇压裂施工,注液35505.7 m³,加砂强度达2.40 t/m,用液强度29.3 m³/m,实现了多簇均衡起裂与延伸、多岩系纵向穿透和多尺度裂缝有效铺砂,形成了复杂裂缝网络,达到体积改造效果,压后最高产气量达19000 m³/d,稳产9000 m³/d以上。Z1HF井的实施为南华北盆地海陆过渡相煤系页岩地层水平井分段压裂改造积累了丰富经验,可为地区同类气藏提供重要借鉴和指导。