砂砾岩油气藏在我国分布广泛,但是其渗透率低、非均质性强的特点使得直接开发经济成本高、采收率低。水力压裂改造是实现砂砾岩油气藏有效开发的重要技术手段,然而砂砾岩储层严重的非均质性以及砾石的存在严重影响了水力裂缝起裂、扩展以及最终展布形态。因此,准确认知砂砾岩储层水力压裂致裂机理,明确水力裂缝起裂和扩展规律以及其与砾石的交互作用机制对于推动砂砾岩油气藏的开采具有重要的指导意义。本文基于离散元方法从微观尺度探索岩石力学响应机制,借助网络流动模型模拟渗流过程,并将渗流与离散元过程耦合,建立了砂岩、砂砾岩数值模拟模型,精确模拟了砂岩和砂砾岩水力压裂过程,揭示了水力裂缝起裂和扩展规律;明确了水力裂缝与砾石交互作用机制,探索了几何非均质性、应力非均质性以及强度非均质性的影响,分析了不同的远场地应力差、注入速度、渗透率、砾石强度、注入顺序和井距等参数的影响;并研究了多井同步压裂,探究了井间与缝间干扰机制,明确了其对水力裂缝起裂、扩展以及最终展布形态的影响。与砂岩储层水力压裂裂缝扩展规律相似,砂砾岩油气藏水力压裂裂缝扩展及展布形态主要受远场地应力状态支配,总体上沿最大主应力方向扩展,而砾石的存在会大幅改变局部应力分布,影响水力裂缝局部起裂和扩展规律。砾石加剧了储层的非均质性,在水力裂缝起裂与扩展过程中,井筒周围砾石所引起的非均质性使得水力裂缝主要表现为“向砾”和“穿砾”;而远井筒处分布的砾石,则导致裂缝出现“止砾”和“绕砾”行为。在多井同步压裂过程中,水力裂缝会对相邻裂缝产生应力阴影作用,从而发生缝间干扰,此时局部诱导应力场与原地应力场相叠加,对周围裂缝的起裂、扩展和展布形态产生重要影响,并且两者相互竞争,分别控制着水力裂缝在不同方向的起裂和扩展行为,从而影响最终的展布形态。此外,缝间干扰受远场地应力状态、井距、注入速度以及注入程序等因素影响,较高的远场地应力差能够大幅抑制缝间干扰作用;而随着井距减小,缝间干扰增强,裂缝最终展布形态趋于复杂。因此,在压裂设计时应合理利用缝间干扰机制,选择合适的施工参数,从而大幅增加储层改造体积,提高油井压后产能。