超临界CO₂压裂是一种新型无水压裂技术,由于其环保、高效等特点而备受关注。然而由于超临界CO₂密度和黏度较低,其在裂缝内支撑剂携带能力和规律不得而知。同时超临界CO₂压裂容易形成复杂的缝网,导致其携砂变得更为困难。为此,本文对超临界CO₂在不同形态裂缝内的携砂规律开展了研究。主要研究工作和成果如下:考虑支撑剂颗粒之间的相互作用以及超临界CO₂的物理性质,建立了超临界CO₂和支撑剂两相缝内流动模型,对比研究了超临界CO₂与其他水基压裂液携砂规律的异同点。研究结果表明:在相同条件下,超临界CO₂在裂缝内所形成砂床比滑溜水高,表明超临界CO₂在裂缝内携砂能力要明显弱于滑溜水。且随着其注入温度升高,砂床高度不断增加,砂床前缘至入口的距离不断减小;随着裂缝出口压力的增大,砂床高度逐渐减小。模拟研究了支撑剂性质,压裂液等关键参数对支撑剂运移规律的影响。在本文模拟条件下,建议选用密度小于1540kg/m³、粒径小于0.25mm的支撑剂,砂比和排量需分别低于8%和高于2kg/s。基于数值模拟结果,建立了缝内砂床无因次平衡高度预测模型,砂床的无因次平衡高度与雷诺数、砂比和阿基米德数呈一定的函数关系。基于欧拉模型模拟研究了超临界CO₂在不同形态的裂缝（平直、T型、交叉型裂缝）内携带支撑剂运移规律。研究结果表明:在T型裂缝中,裂缝交点处的湍流作用可以使支撑剂被携带到天然裂缝中呈对称铺设。对于交叉型裂缝,在裂缝交点之后的水力裂缝底部,由于湍流作用致使大量的支撑剂以悬浮的形式存在;天然裂缝宽越窄,裂缝相交角度越大,越不利于支撑剂进入天然裂缝。论文揭示了超临界CO₂在裂缝内携砂特性,以及在平直裂缝和复杂交叉裂缝内携砂规律,建立了缝内砂床无因次平衡高度预测模型。研究结果可为超临界CO₂压裂技术应用奠定理论基础,同时也为超临界CO₂压裂参数优化及技术适应性提供借鉴和参考。