提高压裂支撑剂的输送效率,使其向储层深部有序推进,对于提高压裂效果具有重要意义。自悬浮支撑剂以石英砂或陶粒为基材,在其周围包裹薄层水凝胶聚合物,使其在输送过程中通过表面水凝胶的膨胀或吸附气体而悬浮在压裂液中,是一种新型的高效输送支撑剂体系。目前的支撑剂评价行业标准不适用于自悬浮支撑剂,对于自悬浮支撑剂的性能评价未形成完整体系,对于自悬浮支撑剂的悬浮及输送机理只存在定性研究。因此,需要完善自悬浮支撑剂的性能评价体系研究及其在复杂裂缝内的输送规律研究。本文建立了针对膨胀型自悬浮支撑剂各项性能评价的系统实验方法,并对国内三种常用自悬浮支撑剂的悬浮和导流能力等相关性能进行了实验评价。考虑固液两相之间各种作用力,通过计算流体动力学方法建立了复杂裂缝中自悬浮支撑剂输送模型,并采用求解压力耦合方程组的半隐式方法进行求解。通过对比研究自悬浮支撑剂和常规支撑剂缝内输送的实验结果验证了模型的正确性,并基于前期的实验参数,采用本文模型对自悬浮支撑剂在缝内的输送机理和各种影响因素进行了分析,取得了以下认识成果:(1)提出了自悬浮临界浓度的概念以及用以定量描述自悬浮支撑剂体系性能优劣的最终砂堆体积和沉降时间的评价指标。(2)优选评价出的自悬浮支撑剂耐热性好,在100℃以下能保持稳定,耐剪切性好,自悬浮支撑剂体系破胶以后几乎无残留物,对地层及支撑剂充填层的伤害小于瓜胶压裂液。(3)采用欧拉-欧拉方法,建立了适用于自悬浮支撑剂在复杂裂缝中运移的数值模型,并采用自悬浮支撑剂和常规支撑剂的实验结果验证了本模型的正确性和可行性。(4)在裂缝内的运移过程中大部分自悬浮支撑剂保持悬浮在压裂液中,仅有少量支撑剂沉降在裂缝底部形成薄层砂丘,但砂丘仍具有流动性。(5)影响自悬浮支撑剂在裂缝中运移的因素包括支撑剂密度、支撑剂粒径、注入速度、支撑剂浓度以及压裂液粘度。其中支撑剂浓度和压裂液粘度的影响较大,支撑剂浓度越高,压裂液粘度越大,支撑剂悬浮及运移性能越好。(6)自悬浮支撑剂在复杂裂缝的分支缝中输送效果好,有利于提高支撑剂在复杂裂缝中的铺置效率。