为了研究大牛地气田砂泥互层水力压裂裂缝穿层扩展规律,本文采用物理模拟实验和数值模拟方法对影响砂泥互层水平井分段多簇压裂裂缝扩展的主控因素进行了研究,主要研究内容包括:（1）井下岩屑石英砂岩和露头岩样岩石力学参数测试,以获取地层杨氏模量、泊松比和抗压强度等岩石力学性质;（2）砂泥互层裂缝扩展物理模拟实验,应用大物模实验装置研究砂泥互层分段多簇压裂裂缝扩展规律,明确裂缝穿层的主控因素;（3）砂泥互层裂缝扩展数值模拟研究,在物理模拟基础上,采用边界元方法计算裂缝穿层扩展过程,通过敏感性因素研究,分析地质因素（隔层厚度、储隔层应力差、段内应力差值）和工程因素（排量、压裂液粘度、射孔簇数）对裂缝穿层扩展的影响,确定不同地质因素、施工参数与裂缝形态间关系。研究结果发现,砂泥互层水力裂缝形态受层理、层间界面影响较大,多裂缝均衡起裂难度大。水力裂缝形态整体简单,局部水力裂缝遇天然裂缝可形成复杂分支,垂向上受层理、层间界面影响明显,缝高呈现“T”形、“工”形和“Y”形扩展。储层岩石力学参数、应力差、施工排量、压裂液粘度、射孔簇参数等对多簇裂缝起裂的影响并不明显,影响水平井多簇裂缝均衡起裂的主要因素是层理和岩石的低脆性,以及改造段内应力非均质性和缝间应力干扰,建议通过压裂改造过程中的暂堵技术和优化射孔数即限流法压裂来促进多裂缝均衡起裂和裂缝穿层扩展。本文研究结果对大牛地砂泥互层水平井体积压裂设计和现场施工具有一定的指导意义。