页岩气是非常规天然气勘探开发的重点,水力压裂是其高效开发必不可少的技术手段。自支撑裂缝是页岩气水力压裂过程中形成的重要油气流动通道,导流能力是评价自支撑裂缝有效性的核心指标。现有的导流能力评价方法以实验研究为主,在缺乏岩心的情况下,开展实验受到了很大限制。同时,仅通过实验手段,难以研究岩石力学性质、表面形貌等因素对导流能力的影响规律,更不能有效地分析自支撑裂缝内流体的流动特征。因此,本文以自支撑裂缝受压形变和缝内流场模拟为重点,围绕自支撑裂缝导流能力的数值模拟展开相关研究。首先,考虑了裂缝表面的塑性形变,建立了裂缝弹塑性形变模型,并提出了相应的模型求解方法,计算了不同闭合应力下自支撑裂缝的形变量;考虑了岩石内部微裂隙和接触界面之间的空隙对裂缝形变量测试结果的干扰,建立了裂缝形变量实验测试方法,测试了不同闭合应力下自支撑裂缝的形变量。通过对比实验测试结果和模型计算结果,验证了模型的可靠性。其次,利用裂缝弹塑性形变模型重构了不同闭合应力下自支撑裂缝的表面几何形貌,以此为基础,构建了裂缝内流动通道的几何模型。采用三维不可压缩定常Navier-Stokes方程描述自支撑裂缝内流体的流动,基于非结构网格离散流体域,有限体积法离散控制方程,并利用SIMPLE算法求解,实现了自支撑裂缝导流能力的数值模拟。最后,根据流场模拟结果,分析了自支撑裂缝内流体的流动特征,发现裂缝接触区域的大小和形状对流体流动速度、流动路径以及流动压差具有重要影响。利用自支撑裂缝导流能力数值模拟方法,按照单一变量原则,研究了杨氏模量、泊松比、裂缝表面几何形貌以及剪切滑移量对导流能力的影响规律,分析得出了在较高的闭合应力下,杨氏模量是影响导流能力的主要因素,且导流能力与杨氏模量成正相关。本文建立了不同闭合应力下自支撑裂缝导流能力数值模拟方法,该方法可预测自支撑裂缝的导流能力,并揭示缝内流体的流动特征,为页岩自支撑裂缝导流能力的研究提供了新的手段。