进入二十一世纪,随着石油天然气等常规资源的逐渐枯竭,对于能源需求的不断增加,尤其是对环境保护和安全生产的要求日趋严格,作为一种储量巨大的潜在资源,煤层气在我国资源开发中的地位显著提高。目前,我国对于煤层气的开发还处于起步阶段。煤层气是赋存在煤层中的自生自储的异于常规油气的气体,是新型的洁净能源。开采煤层气对于缓解能源供给压力、保护环境和进行安全生产等方面都有重大意义。本文在调研了国内外大量文献的基础上,分析了煤层气的储层特性、运移和产出机理,认识了煤层气开采独特的解吸、扩散和渗流等过程,并结合传热学、流体力学及线弹性断裂力学等方面的知识,研究了煤层气压裂模拟模型,包括温度场模型、裂缝拟三维延伸数学模型、支撑剂的沉降运移模型和压裂后煤层气井的产能计算模型,主要取得了以下成果：(1)建立了裂缝三维延伸数学模型,模型中考虑了地层中的岩石力学性质差异(尤其是弹性模量和泊松比)、施工参数、地层应力差和压裂液性能对压裂裂缝延伸规律的影响。分析了在不同条件下压裂裂缝的几何尺寸变化规律。(2)建立了井筒和裂缝内的温度场模型及支撑剂沉降的模型,可以准确的计算出支撑剂在压裂裂缝中的沉降速度,然后可以计算不同时间和位置上的支撑剂铺设厚度,由此可以计算出对裂缝延伸的影响。(3)建立了煤层气井压裂后的产能计算模型,根据煤层气的吸附解吸特性把煤层气的开采分为了三个阶段,并以此计算出了煤层气井压裂后的产能。(4)根据以上建立的几个计算模型,编制了相应的程序,计算出了煤层气压裂后的裂缝延伸几何尺寸及产能。本文从上述四个方面对煤层气井压裂增产技术和工艺作了深入研究,对于煤层气井压裂技术在现场应用有一定的指导意义。