径向钻孔压裂技术是将径向钻孔与水力压裂联作的一项储层改造技术,该技术可以在油层部位直接进行钻孔压裂,具有施工规模小,成本低和作业时间短等特点。通过几十年的不断创新和改进,在国内外多个油田均取得了较好的增产效果。但是也有部分油气井应用该技术后,存在裂缝中途转向,无法沟通目标储层等问题。因此,明确径向钻孔压裂裂缝形态和扩展机理,对于为该技术矿场规模化应用提供技术支持至关重要。基于四川某致密砂岩油气藏资料,考虑常规水力压裂数值模拟中不能模拟裂缝交叉等问题,借助真三轴水力压裂物模实验,结合泰森多边形网格和有限离散元建立的水力压裂数值模型,较为系统地考察并分析了径向钻孔压裂过程中径向孔方位角、水平地应力差、施工排量、压裂液粘度、径向孔数和孔间相位角对地应力状态和裂缝扩展的影响机理与规律。实验与数值模拟结果表明:径向钻孔压裂时,径向孔对地应力有一定的诱导作用,多径向孔同时存在时,孔间有互相干扰作用,高应力区主要集中在近井区域,无论施工条件如何变化,裂缝始终在径向孔根部位置起裂,并沿径向孔方向扩展一段距离,当水力裂缝扩展到远井区域时,会朝最大主应力方向偏转一定的角度。单向径向钻孔压裂时,裂缝偏转程度随方位角和水平应力差的增大而增大,随施工排量的增大而减小,随着压裂液粘度的增大呈先增大后减小的趋势。多向径向钻孔压裂时,径向孔数越多且孔间相位角越小,诱导应力和干扰应力面积越大,越容易产生复杂裂缝,当相位角小于等于60°时,易生成连接两径向孔的分支裂缝,当相位角在60°和90°之间时,应力干扰区内的水力裂缝不规则,但在应力干扰区域内形成连接两径向孔的分支裂缝较为困难;当相位角增大至120°时,裂缝扩展方向几乎不受孔间应力场干扰;当两径向孔与最大主应力夹角不同时,夹角较小径向孔优先起裂,裂缝偏转程度较小,其应力干扰区域面积较大。研究成果为优化砂岩储层径向钻孔压裂提供了参考借鉴,有利于实现砂岩储层快速高效开发。