在我国可采石油资源中,致密油藏储量丰富,且分布范围广泛,开发前景广阔。但由于储层渗透率较低,孔喉结构复杂,常规压裂无法提高致密油产量。随着水平井技术的发展,水平井技术应用于低渗油藏开发具有广阔的前景。但由于低渗油田长期开采后地层压力下降幅度较大,受到井网开发的影响,不同井区压力下降程度有所差异,难以建立有效的驱替系统,因此在压裂前需要进行补能优化。本文通过地应力场与渗流场耦合机理模拟方法,将传统油藏渗流模拟与地质力学模拟相结合,对开发过程中压力、应力场与人工裂缝扩展规律进行研究,为加密水平井补能优化及压裂参数优化提供了有力支撑。本文根据M井区测井资料、地震资料及储层研究资料,构建了储层三维地质模型。结合岩石力学参数,建立了岩石力学模型,并对井区地应力进行了模拟研究,通过原始地应力场有限元模拟,结合开发动态资料,建立了地层压力、地应力场模型,通过分析地层压力与地应力变化规律,为下一步压前补能优化提供参考。对M井区不同补能方式设计方案进行探究,对于不同补能介质,以气体介质与水介质为例,模拟在不同条件下相邻老井地层压力与地应力变化,同时对人工裂缝扩展情况进行了探究,分析不同补能介质下储层改造体积,确定水介质为最优补能介质;对于不同加密井距,模拟了1-3口加密井对应井距分别为600m、400m、300m,结合加密井以及周围老井地层压力与地应力的变化认识、以及分析人工裂缝扩展规律,确定300m井距为最优加密井距;基于地层压力与单井补液能量的关系曲线,分别对老井、加密井合理补液能量进行研究,分析单井地层压力与单井补液能量的关系曲线,结合压力与应力场以及人工裂缝扩展规律的对比研究,确定每种补液能量下的改造体积,得到老井与加密井单井补液能量分别为20000m~3、15000m~3时最优。最后,对M井区压裂工艺设计及优化进行研究,针对裂缝半缝长、压裂段长、压裂簇数、压裂液量以及加砂量进行压裂参数优化。得到裂缝半缝长为120-140m、压裂段长90-100m、每段4-6簇、单段压裂液量为1600m~3、加砂量为180m~3为最优,根据压裂参数优化结果,对加密井人工裂缝进行模拟研究,设计的压裂优化参数与实际的加密井生产数据具有较好适应性。并对优化后的M井区进行单井以及全区压后效果分析。为M井区致密油藏加密水平井压裂补能优化提供了指导及依据。