射孔作为水平井体积压裂的重要环节,能够控制裂缝走向、提高储层改造体积,在油气开采中发挥着重要的作用。目前,现场常用的射孔方式为螺旋射孔,存在近井区域裂缝形态复杂、部分射孔无法起裂等缺点,且其并不能适用于所有的储层条件。基于此,本文从室内实验、理论分析和数值模拟三个方面出发,研究了不同因素下螺旋射孔裂缝起裂及扩展规律,明确了螺旋射孔压裂效果较差的储层条件并针对性开展了射孔压裂优化模拟,具体工作和所得结论如下:1、基于室内真三轴压裂实验,分析了射孔相位角、射孔深度和水平应力差对裂缝起裂及扩展的影响。结果表明,射孔相位角增大,起裂压力增大,近井区域裂缝复杂程度增加;起裂压力与射孔深度、水平应力差均呈负相关关系,低应力差下裂缝易沿井筒发生轴向偏转,随着水平应力差增大,裂缝类型以拉张型为主,并逐渐沿井筒垂直方向扩展;基于断裂力学理论,推导了射孔起裂压力计算模型,分析了不同因素对裂缝起裂压力的影响规律。2、基于三维离散格子方法建立了螺旋射孔压裂模型,研究了不同因素下裂缝起裂压力及扩展形态。结果表明,水平应力差较低时采用螺旋射孔裂缝易沿井筒轴向发生偏转,而在高水平应力差时,射孔非均匀扩展程度较为严重。储层断裂韧性增大,起裂压力增大,SRA（裂缝沟通面积）随之减小,非均匀系数随之增大。储层弹性模量增大,起裂压力降低,非均匀系数减小,SRA增大。随着射孔深度增大,SRA增大,非均匀系数和起裂压力减小,但起裂压力的降幅随着射孔深度增大而减小。射孔密度增大,起裂压力降低,SRA增大,非均匀系数减小,裂缝从低孔密时各自独立的裂缝面转向高孔密时的花瓣状裂缝面。压裂液黏度增大,起裂压力增大、SRA和非均匀系数均增大。随着注入排量增大,SRA先增大后略微减小,起裂压力增大,非均匀系数减小。采用大排量施工,可以促使各个射孔均匀扩展,增大SRA,获得较好的储层改造效果。3、针对低应力差、高应力差及高断裂韧性储层开展定面射孔模拟和螺旋射孔结合变排量注液模拟。结果表明,低水平应力差下采用定面射孔能降低起裂压力,降低近井区域裂缝复杂程度,而采用螺旋射孔结合变排量注液效果不明显;在高水平应力差下,提升射孔扩展均匀程度和提高SRA效果最为明显的方式是定面射孔或螺旋射孔结合脉冲降注液模式;在高断裂韧性储层条件下,定面射孔起裂压力更小,SRA更大,各个射孔扩展更均匀。而采用螺旋射孔结合阶梯降注液模式时,SRA相比恒定注液模式有所增大,而非均匀系数有所减小。建议在高断裂韧性储层条件下,采用定面射孔模式或者采用螺旋射孔结合阶梯降注液模式。