我国煤层气储量十分丰富,而单井产量低仍是限制我国煤层气发展的主要因素。论文针对煤层气开发中直井产量低,水平井造价高且施工难度大等问题,以沁水盆地CG区块为研究对象,提出了直井侧钻短分支的水平分支井压裂技术,并系统地对该压裂工艺进行探索与研究,实现提高产能与节约成本的双重优势。通过对区块地质资料调研与目标煤层岩石力学特性的实验研究对水平分支井及其压裂的储层适应性进行了分析。利用CMG数值模拟软件针对该区块建立了地质模型并对分支走向、分支长度、分支间角度、分支数等参数进行优化设计。对各参数进行正交化实验,分析不同参数抵消其他因素干扰后对产能的影响大小。通过理论与数值模拟的方法分别对水平分支井压裂裂缝的起裂延伸机理及增产机理进行了研究。并对该项工艺技术的产能进行分析,与目前现场应用较多的直井压裂与水平井分段压裂的产能进行对比,对水平分支井压裂的现场应用提供理论支撑。结合水平分支井结构参数优化以及对水平分支井压裂多种机理的研究,对压裂裂缝的各项参数进行优化设计并进行深层分析。再以现场资料为基础,通过meyer专业压裂软件对多项施工参数做了进一步的优化设计。最后,为了更好的促进水平分支井压裂的现场应用,从经济与施工角度出发,对该项工艺技术应用的压裂液、支撑剂、压裂方式等进行了优选,进一步完善了水平分支井压裂工艺体系。