低渗透油气藏开发现场施工常常使用清水压裂技术进行大规模体积压裂改造。对于大规模的裂缝网络,支撑剂无法进入所有裂缝并进行均匀分布,缝网越复杂,裂缝中的支撑剂越少。因此清水压裂压开的裂缝并没有完全获得支撑剂的有效支撑,更多地依靠裂缝表面的凸起形成自支撑,但同时也能够获得高导流能力。剪切滑移是形成自支撑裂缝的重要原因。通过文献调研发现,前人对剪切滑移现象的研究主要集中在裂缝剪切滑移发生的条件、裂缝剪切滑移量、以及定性描述导流能力的变化方面,而对定量地描述导流能力变化没有具体分析和研究。总结了裂缝的成因、评价参数以及裂缝导流能力。介绍了所使用的岩石裂缝表面形态测量系统与表征方法。利用分形维数对不同地区不同类型岩心拉张缝与剪切缝表面形态进行了表征。在总结前人研究的基础上进行了模型推导与实验研究,得到了以下认识与成果:(1)对比了不同地区碳酸盐岩储层岩心拉张裂缝表面分形维数,发现所有岩心表面分形维数区间为2.6350~2.7531,平均值为2.6873。对于不同储层的碳酸盐岩来说,其拉张裂缝表面分形维数变化幅度较小,也就是表面粗糙起伏程度整体上比较接近。说明针对同一储层的岩心,其裂缝表面分形维数均存在一个更小的变化区间,造成这一现象的原因,应该是不同储层的岩心泥质含量与脆性指数的不同。说明其裂缝表面分形维数与岩石自身性质相关度较强。(2)求取并分析了剪切裂缝岩心两表面的分形维数。岩心裂缝表面分形维数数区间为2.5102~2.6843,平均值为2.5911。剪切裂缝两表面分形维数差别较大,说明即使不发生滑移,其自身也很再完全闭合。对比拉张裂缝与剪切裂缝分形维数可以看出,拉张裂缝的表面粗糙程度要比剪切裂缝更高,总体的变化更小,同一裂缝两面之间的粗糙程度变化更小;(3)在前人研究的基础上,对剪切膨胀模型进行了分析总结。发现JRC越大、剪切滑移距离越长,所造成的剪切膨胀空间越大;推导了基于表面粗糙度系数的裂缝剪切膨胀模型,并进一步推出了基于分形维数的裂缝剪切滑移开度变化模型;(4)对基于立方定理的导流能力模型进行了两步修正。第一步修正主要考虑岩石裂缝吻合部分在法向闭合应力作用下的变形所导致的裂缝开度变化,第二步修正主要考虑岩石裂缝吻合部分对流体的阻碍所导致的裂缝导流能力变化。(5)将基于分形维数的裂缝剪切滑移开度变化模型与经过修正的粗糙表面的裂缝导流能力模型结合起来,推导出了基于分形维数与吻合度的剪切滑移导流能力预测模型。该模型在已知部分裂缝参数与力学参数的前提下,可以根据不同的剪切滑移距离,预测相应的导流能力。