我国页岩气压裂技术经历了从无到有、从跟跑到并跑的重大跨越,中国已成为全球第二大页岩气产量国。但先期页岩气勘探开发过程中,由于对储层的认识存在局限和偏差,导致压裂井（或井段）优化设计和工艺实施与储层地质条件不匹配,造成储层改造不充分,压裂初期效果差或者压后产量递降快,重复压裂是提高页岩气藏采收率的有效工艺。目前,页岩气水平井重复压裂技术处于探索和试验阶段,而国内外关于页岩气重复压裂的机理研究仍处于起步阶段,特别是重复压裂前应力场和裂缝重定向等理论问题亟待解决。本文针对以上问题进行了系统研究,基于随机函数、岩石力学、断裂力学、渗流力学、弹性力学等基础理论和有限差分方法（FDM）、有限体积方法（FVM）和边界元方法（BEM）等数值方法,初步建立了一套页岩气重复压裂应力-裂缝重定向理论,并完成以下研究内容:（1）基于随机函数理论实现天然裂缝位置、长度和方位的个性化随机建模,结合微地震矩张量反演（MTI）结果对储层天然裂缝分布合理反演,更加真实地刻画页岩储层的非均匀性和不连续性,为水力裂缝随机扩展和页岩储层多尺度流动研究提供了必要条件。（2）基于修正的二维位移不连续方法（DDM）建立了水力裂缝形变应力场模型,结合天然裂缝相交准则和流量分配准则,建立水力裂缝流-固耦合随机扩展模型,实现了裂缝性页岩储层水力裂缝随机扩展和裂缝形变诱导应力模拟。并探索了天然裂缝密度、方位角和长度分布对水力裂缝扩展的影响。（3）实施体积裂缝支撑剂多分支平板铺置实验和生产裂缝导流能力损失评价实验,揭示了支撑剂在复杂裂缝中的铺置规律,探索了不同铺砂浓度、支撑剂类型、有效闭合应力与水力裂缝闭合宽度和导流能力关系,为裂缝形变诱导应力和生产诱导应力模拟提供合理数据支撑。（4）基于表征不同尺度孔隙介质的有效孔隙度模型和表观渗透率模型,并结合嵌入式离散裂缝模型（EDFM）,建立页岩多尺度流-固耦合水平井渗流模型并实现生产诱导应力数值求解。探索了多尺度流动对生产诱导应力的影响。（5）基于线弹性力学理论和断裂力学理论,完成了初次裂缝形变和储层孔隙压力下降共同作用下的重复压裂前应力场模拟,并探索了生产时间、裂缝间距和初始水平应力差等因素对其影响,实现了不同重复压裂方式下新裂缝重定向模拟,明确了影响应力-裂缝重定向的主要因素。基于真实矿场地质工程数据,完成了“天然裂缝地质建模-初次压裂裂缝扩展-初次压裂后生产-重复压裂裂缝扩展-重复压裂后生产”全过程模拟。