页岩气开发己成世界油气资源开发的焦点,水力压裂是页岩气高效开发的重要技术。页岩气储层天然裂缝多发育,天然裂缝和水力压裂缝之间的相互作用对于压裂的设计和施工带来了更大的挑战。针对页岩气开发迫切需要解决的问题,研究页岩气储层水力压裂的起裂机理、压裂形成规律和其影响因素,对压裂设计和提高最终采收率等至关重要。本文首先综述水力压裂数值模拟的国内外研究现状,总结数值模拟取得的成果,本文以结合丁山地区压裂井为例进行了一系列的数值仿真研究。基于岩石力学和考虑其损伤的渗流与应力耦合的有限元计算理论,建立了加压和流体填充水力压裂的数学模型,采用ABAQUS软件建立水力压裂的轴对称单缝扩展模型模拟了水力压裂三维动态扩展过程,分析了水力压裂过程中压裂缝周围水平最大主应力、孔隙压力、滤失速率等参数的分布规律。并采用单一变量法研究了应力场、孔隙比、渗透系数和注射排量等参数对压裂缝缝宽和缝长的影响。另外采用ANSYS建立不同边界条件的压裂模型,模拟了井筒周边有无天然裂缝的水力压裂过程,研究了天然裂缝对水力压裂的影响,分析了缝宽与缝长的变化规律。