目前水平井开发成为动用低渗透油气资源的主要方式,但随着生产的进行,在初始改造区域资源逐渐枯竭以及初始裂缝闭合等因素的影响下,水平井产量下降,重复压裂成为其恢复经济生产效益的主要方式。重复压裂新裂缝的扩展延伸方向受地应力以及压裂措施等因素的影响,而当前应力状态是决定性因素。根据现场观测研究,生产过程中会发生应力重定向现象,使得新裂缝沿与初始裂缝不同的方向进行延伸,从而更大范围沟通老裂缝未动用的油气区域,提高开采效益。研究水平井周围应力重定向能够:(a)选择合适的重复压裂候选井;(b)选择合适的重复压裂时间窗;(c)改善水平井重复压裂多裂缝设计。目前针对于直井单裂缝应力重定向研究较多,但水平井多裂缝与其相比存在许多差异,首先多裂缝间的相互作用会影响裂缝存在的诱导应力;其次多裂缝的非均匀渗流,会使孔隙压力变化引起的诱导应力场更为复杂,这些都会导致水平井多裂缝重复压裂前应力场重定向变化规律比直井更为复杂,所以针对该问题本文开展了研究。本论文综合考虑了裂缝存在引起的和生产过程孔隙压力变化引起的诱导应力场,建立了水平井重复压裂前应力场的数学模型和有限元数值模型,实现了流体流动和岩石变形的耦合模拟。通过理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了生产过程中多裂缝周围应力场重定向区域的演化规律,以及诱导应力场的变化情况,并分析了多裂缝情况下,不同裂缝间距、裂缝数量、裂缝倾角、裂缝形态和井间干扰对水平井重复压裂前应力场重定向的影响规律。取得的主要成果和认识如下:(1)综合考虑裂缝存在和孔隙压力变化引起的诱导应力,建立了水平井多裂缝重复压裂前应力场的数学模型并对其进行有限元数值求解,通过与现有的数值模型结果对比验证了本文模型的正确性。(2)开展了对生产过程中单裂缝及多裂缝周围的应力重定向区域演化过程的研究。模拟结果表明,在流固耦合效应的影响下,裂缝周围及两端会形成应力重定向区域。随生产时间的增加,该区域的尺寸先以较快速度增大,后缓慢减小,直至最终消失。(3)分析了不同储层特征对应力重定向的影响。结果表明,原始主应力比σmax/σmin和岩石泊松比越小,应力重定向区域最大值越大,而渗透率和孔隙度大小则对其没有影响。其中σmax/σmin是最重要的影响因素。(4)分析了不同裂缝分布情况下的应力重定向变化规律。结果表明,裂缝间距越大,裂缝数量越多,裂缝倾角越大以及裂缝弯曲程度越大,越不利于裂缝附近以及裂缝两端应力重定向区的形成和维持。本文对生产过程中多裂缝周围应力场重定向变化规律及其影响机理进行了深入研究,可直观反映出应力场重定向的演化过程。本文的研究成果对水平井重复压裂理论研究和方案设计具有一定的参考价值。