随着全世界能源供应不足问题的显现,页岩气作为一种新型清洁能源得到了大力开发,但由于地质环境的复杂,页岩气开采使用的水力压裂技术可能会引起如诱发微地震、地下水污染等一系列地质环境问题,其中水力压裂裂缝网络的扩展是研究这些问题的关键。页岩储层天然裂缝和层状不连续面发育,导致裂缝扩展规律复杂;其次,影响裂缝扩展的因素众多,且相互耦合关联,难以建立高效的裂缝形貌预测模型。因此,本文开展了含天然裂缝页岩水力压裂缝网形貌演化和智能预测模型研究。首先通过理论分析揭示了水力裂缝与天然裂缝的相互作用机理,并建立了考虑水力裂缝尖端塑性区的水力裂缝与天然裂缝交点处裂缝模式数学模型;然后以涪陵页岩气田焦页194-x井为背景开展了工程尺度不同地质参数和施工参数影响下含天然裂缝（DFN）和层间弱面的页岩储层水力压裂裂缝网络扩展规律数值仿真研究;最后建立了基于人工神经网络多因素影响下裂缝网络形貌预测模型,利用向前选择法得到了各因素的影响重要度排序,研究成果如下:（1）水力裂缝与天然裂缝相遇时产生的裂缝类型受两者的逼近角、应力差、岩石基质和天然裂缝的强度差影响较大,当应力差和逼近角较小时,更容易产生张拉天然裂缝,随着应力差和逼近角的增大逐渐转变为剪切天然裂缝,再转变为水力裂缝直接穿过天然裂缝,强度差越小,发生裂缝模式转变的临界应力差和逼近角越小,反之;（2）天然裂缝和层间弱面是形成复杂网络的先决条件,天然裂缝倾角大于20°时压裂产生的裂缝网络更复杂,层间弱面倾角大于30°时能增大裂缝的复杂度;天然裂缝的密度越大,裂缝网络的复杂度越大;天然裂缝的破坏以剪切破坏为主,其力学强度主要影响其产生破坏模式的占比,而对裂缝形态和复杂度的影响较小;X型裂缝比正交型裂缝产生的裂缝网络复杂度更大;较大的水平应力比有利于形成复杂度更高的裂缝网络;高黏度和高流量均会减缓滤失形成范围更广、复杂度更大的裂缝网络。（3）建立了包含9个输入参数（天然裂缝与最大水平主应力方向的倾角、天然裂缝组的密度等）和9个输出参数（裂缝扩展范围、裂缝面积、裂缝体积、控制体积等）的5层隐含层预测模型（内含6个权重矩阵和6个偏差矩阵）,利用该预测裂缝网络形貌的结果与真实值的R~2范围为0.81～1,各影响因素重要度排序为基质渗透率、压裂液黏度、天然裂缝密度、天然裂缝倾角、流量、天然裂缝相交形式、水平应力比、天然裂缝内聚力、天然裂缝抗拉强度。