本文依据渗流力学理论建立和完善了压裂液滤失数学模型，建立了数值模型，给出了求解方法，编制了数值模拟计算程序。数值模拟的结果表明，压裂液在地层中的滤失速度随着滤失时间的延长而减小；在滤失初期，滤失速度的减小比较快，滤失一段时间后，滤失速度趋于稳定；在停泵后的裂缝闭合期间，滤失速度主要取决于裂缝中的净压，在此期间缝中净压随着井底压力的降低而降低，所以，滤失速度也会随着缝中净压而减小。　　 本文在压裂液滤失机理研究的基础上，依据流体力学、岩石力学的相关理论以及物质平衡原理，建立了裂缝在关井状态下自然闭合和在返排状态下强制闭合的数学模型，并给出了模型的求解方法。数值模拟结果表明，低渗透储层中的水力裂缝如果采用自然闭合的方式，裂缝将很难闭合。而且，时间过长的裂缝闭合过程增加了压裂液在储层中的停留时间，从而加大了压裂液对储层的伤害；同时，也使支撑剂的沉降距离过大。所以，对渗透率较低的储层中的水力裂缝采用自然闭合的方式是不合理的，一般都需要进行有控制的返排，使裂缝强制闭合。　　 本文针对压裂液返排过程中支撑剂的回流现象，总结了前人的研究成果，重点分析了产生支撑剂回流的重要参数-压裂液临界返排流量及其影响因素和变化规律。在压裂液的返排过程中，返排流量主要受放喷油嘴大小的影响，对应于不同半径的压裂液返排油嘴，井口压力的变化趋势差异较大。放喷油嘴半径越大，井口压力下降得越快。对于低渗透性和低滤失性的储层，如果选择的放喷油嘴偏小，裂缝的闭合时间就会过长，这将使压裂液对储层的伤害增加，所以应该适当加大放喷油嘴半径。但是，所选择的放喷油嘴半径过大又会带来大量支撑剂回流的问题，因此，为了合理地控制返排，优选放喷油嘴半径是首要的。当放喷油嘴半径一定时，返排流量随时间呈下降趋势。　　 本研究根据机理研究的成果，并结合前人的观点，提出了对压裂液返排程序进行优化设计的准则和方法。为实现以上控制目的，按照系统可靠性原则选择了流量传感器、压力传感器、调节阀等部分硬件设备，设计了压裂液智能返排控制系统，并完成了相应监控软件的编制。现场试验表明该系统能够较好的解决压裂液返排过程中支持剂回流的问题，取得了较好增产效果。