水力压裂在开采非常规、深部地层、深水地层等油气储层已经成为一项重要技术,发挥着无法取代的作用。水力压裂过程涉及到岩石变形、断裂等固体力学问题,也涉及压裂液缝内流动等传质问题,并且这些问题是相互耦合的作用。水力压裂中岩石破裂形成的人工裂缝形状复杂,在脆性大的岩石中形成的人工裂缝甚至是网状的。裂缝的复杂形状使得裂缝面不规则,具有明显起伏,对携带支撑剂的压裂液流动影响显著。本论文首先通过实验室物理压裂实验获得裂缝面数据,用不同方法计算出了裂缝面的粗糙度;其次基于COMSOL软件平台,建立了可以考虑人工裂缝粗糙面影响的岩石变形、压裂液滤失的力学模型;进行了水力裂缝内流体流动的多因素影响的数值模拟,并分析了多种因素影响下的流动规律变化,在不考虑流固耦合和考虑流固耦合等不同条件下研究了光滑与粗糙裂缝面内压裂液的流动特性。研究发现:不考虑流固耦合作用时,稳态模型中,粗糙度相同时,裂缝入口速度增大,岩石基质孔隙压力的最大值逐渐增大,裂缝入口速度相同时,粗糙度增大,裂缝出入口处压差增大;瞬态模型中,压裂液的排量增加引起缝内净压力和滤失速率增加,压裂液粘度增加导致缝内静压力和孔隙压力升高,而岩石孔隙度和渗透率的增大会导致缝内净压力和岩石孔隙压力的减小;考虑流固耦合作用时,在光滑和粗糙裂缝面内,孔隙压缩系数的增大会导致缝内净压力的最大值减小,而渗透率变化幅度的增大。