缝洞型碳酸盐岩储层低孔、低渗、基质致密,且溶洞是主要的油气储集体,因此其开发的关键是通过压裂的人造裂缝,沟通尽可能多的溶洞,以提高产量。在沟通储层溶洞储集体的过程中,控制压裂裂缝在连接溶洞后能再次起裂扩展,是提高改造效果的关键。但是针对碳酸盐岩溶洞再起裂的力学机理缺乏研究,导致对于压裂裂缝再起裂的影响因素和规律不清楚,控制方法和手段不明确。因此,本文针对碳酸盐岩溶洞再起裂的问题,推导和建立了压裂裂缝再起裂的起裂力学模型和判别能否再起裂的数学判别准则。在理论研究的基础上进行了碳酸盐岩溶洞再起裂的模拟实验研究,最后根据建立的力学模型和实验影响规律总结,对现场缝洞型碳酸盐岩储层压裂进行了优化设计,保证了其压裂裂缝能在溶洞中再次起裂。本文的主要创新成果如下:（1）建立了针对碳酸盐岩溶洞的压裂裂缝溶洞再起裂力学模型和判别准则。该模型首先基于应力约束条件下的边折叠法对储层不同型态的溶洞进行了规则化研究,建立了碳酸盐岩溶洞形状的力学等效模型。在规则化的溶洞形状上,建立了单裂缝沟通的溶洞力学模型。该模型基于线弹性断裂力学和流体力学,考虑了单裂缝沟通的溶洞受地应力、溶洞内压力和压裂注液压力共同作用,计算得到了压裂过程中溶洞洞周的应力分布情况;结合岩石破坏条件,建立起裂判别准则。（2）基于建立的数学模型,通过溶洞再起裂模拟研究与溶洞压裂实验研究相结合,明确了压裂裂缝在碳酸盐岩溶洞内再次起裂的影响因素和规律。首先利用含溶洞的人造碳酸盐岩压裂实验,对不同排量、黏度、溶洞尺寸、地应力情况的溶洞起裂状况进行了实验研究,明确了溶洞起裂形态;再结合溶洞起裂力学模型模拟研究,评价了缝洞型碳酸盐岩地质参数、压裂参数的差异性对溶洞能否起裂、起裂时间和起裂压力的影响。