随着油气资源勘探开发的不断深入,在油气新增储量中裂缝性油气藏所贡献的比重愈来愈大。由于裂缝特殊的渗流机理及复杂的分布规律,近年来对裂缝性储层中裂缝系统的表征和建模逐渐成为研究的重点。与常规油气藏相比,由于裂缝分布的非均质性、各向异性以及多尺度裂缝的存在,对于裂缝表征方法的研究目前仍存在诸多不足,主要体现在天然裂缝分布特征描述方法不明确、多尺度裂缝中复杂渗流机理不清楚、裂缝渗流模型的精确性和求解方法的高效性未达到统一等方面。因此对裂缝网络进行准确描述与评价对于提高裂缝性油气藏采收率具有现实意义。针对目前裂缝储层表征方法中存在的问题,本文从裂缝分布规律入手,基于分形理论,采用离散裂缝模型作为研究方法,建立了裂缝网络静态表征方法,结合裂缝网络的分形特征,改进了静态离散裂缝模型建模方法。在静态离散裂缝模型的基础上,基于逾渗理论,采用Monte Carlo模拟作为研究手段,分析了裂缝网络连通性影响因素,计算了随机裂缝网络的连通概率,改进了无因次裂缝密度表达式,提出了描述裂缝网络连通程度的标度关系,建立了定量评价裂缝网络连通性的表征方法。针对人工裂缝、天然裂缝组成的多尺度裂缝系统,基于静态离散裂缝网络模型,采用有限体积方法对渗流控制方程进行了离散。根据相应的控制体选取方式分析了局部网格上的守恒特性,给出了相应算子的处理方法。对比分析了不同的离散格式对于计算结果的影响,提出相应的改进方法。分别以页岩气多段压裂水平井生产过程和裂缝性油藏水驱生产过程为例,研究了有限体积方法在不同类型裂缝性储层数值模拟中的应用。通过本文研究,主要得到如下结论:（1）基于泊松点过程确定裂缝定位点的方法由于难以描述裂缝位置之间的相互关系,因此在表征裂缝团簇效应时具有一定局限性。基于多重分形方法建立的裂缝网络静态模型,结合实际地层裂缝分布数据,可以对具有团簇效应的非均匀裂缝网络进行有效描述。在二维模型中,关联维数越接近于1,裂缝网络团簇效应越强。在三维模型中,关联维数越接近于2,裂缝网络团簇效应越强。（2）引入逾渗理论建立的裂缝网络静态连通性分析模型,能够实现对具有团簇效应的裂缝网络连通性的定量分析。通过模拟发现,定长均匀分布裂缝网络临界裂缝无因次密度为3.5,随着裂缝网络团簇效应的增强,临界无因次密度值增大,裂缝网络整体连通性降低,局部连通程度增强。（3）通过对流动控制方程离散求解方法进行研究发现,相对其他离散方法,有限体积方法兼顾了灵活性和精确性,适用于各种复杂边界问题。目前常用的离散格式不能很好地处理饱和度突变界面处的非物理振荡,通过本文提出的对高阶迎风格式施加有界性条件,可以提高对大尺度裂缝处饱和度突变问题的求解精度,抑制非物理振荡。（4）通过应用研究发现,页岩气吸附解吸作用主要发生在体积改在区域内,对于储层压力具有补充作用,但对于产能影响不明显。随着基质孔隙尺寸的增大,Knudsen扩散和滑脱效应对于页岩气产能的影响逐渐减弱。（5）对于裂缝性储层,裂缝对于饱和度分布有明显的控制作用。小尺度裂缝的团簇效应会增加油水前缘形态的复杂程度。相比与小尺度裂缝,大尺度裂缝对油水前缘形态的控制作用更强。通过本文研究,建立了复杂裂缝静态连通性和动态流动性的评价方法,对有限体积方法在裂缝性油气藏数值模拟中的应用进行初步探索,将所建立的模型在页岩气多段压裂水平井产能评价以及裂缝性油藏注水开发中进行了应用,取得了较为满意的结论。