非常规油气资源已经成为我国油气勘探开发的重要领域,其中碳酸盐岩裂缝性油气藏的储量相当丰富成为研究的焦点。碳酸盐岩裂缝的发育和张开闭合程度对裂缝性油气藏的储集、渗流能力以及产能建设起到了关键的作用,同时也是钻井、完井和开采过程工作液漏失、流体置换、压力控制和动态产能预测困难的根源。如何能够反映真实地层裂缝形态特征、渗流特征及受力变形机理是解决这些问题的关键,然而井下真实裂缝空间定量刻画较为困难,导致井筒-地层压力预测与控制、地层流动能力预测以及裂缝宽度预测等问题与工程实际相差甚远。裂缝在流固耦合作用下的变形规律是确定合理的油气藏钻井方式、开发方式、工作制度和开采速度以及优化后期增产改造措施的关键。为此,本文系统研究了多场耦合作用下碳酸盐岩裂缝变形机理,具体研究内容及取得的主要成果如下:（1）基于裂缝表面形态理论基础,分析了常规裂缝特征的识别技术,利用Eascan-D光电岩心测量系统,开展了碳酸盐岩裂缝表面参数获取与分析、裂缝表面微凸体形貌特征描述实验,建立了裂缝表面及空间三维模型。（2）分析了裂缝闭合变形机理,得到裂缝闭合过程的三个阶段;针对碳酸盐岩裂缝岩石样品进行宏观岩石力学三轴实验,获取岩石样品宏观力学参数;采用经典微凸体弹-塑性接触模型,设计不同直径大小的微凸体细观力学实验,得到了微凸体细观力学性质,利用有限元仿真计算方法对实验结果进行验证,揭示了微凸体在载荷作用下的结构变化与力学机制。（3）通过分析立方体定律和修正模型,表明天然裂缝内流体流动必须采用更为精确的求解方法;对比N-S方程、Stokes方程和Reynolds方程,得到N-S方程方法求解更符合天然裂缝空间内的流动规律,Reynolds方程更容易得到数值解。（4）建立裂缝空间流体流动与颗粒运移耦合理论模型,应用多物理场耦合软件仿真模拟计算裂缝空间变形规律,得到裂缝内的流场分布、流线分布特征,分析了压差、裂缝宽度、速度和流量之间的关系,并且得到了改变颗粒大小、裂缝宽度对颗粒运移的影响规律。（5）结合岩石裂缝空间结构参数、裂缝面微凸体细观力学性质与基质宏观岩石力学性质,建立了碳酸盐岩裂缝空间结构多物理场耦合变形研究方法,为更精细的裂缝多场耦合变形提供了理论基础。（6）针对钻井井筒作业环境下多物理场耦合计算,得到了裂缝渗流、井周应力与裂缝空间结构变化规律,为井下复杂力学环境下的裂缝空间结构和渗流能力定量描述提供了理论支撑。