中国非常规油气资源储量非常丰富,其中致密砂岩油气储量占比很大。由于致密砂岩储层具有超低孔、低渗的特点,常规压裂形成单一裂缝的方式很难获得较好的增产效果。因此,为了有效的开采致密砂岩储层,必须对储层进行体积压裂,形成复杂缝网。针对这一问题,本文以大庆A地区致密砂岩储层为研究对象,采用室内物模实验的方法,研究致密砂岩储层复杂缝网压裂扩展机理。具体研究内容如下:(1)对大庆A地区6口井的岩样进行了岩石力学性质测试、地应力特征测试和储层脆性评价。致密砂岩储层埋深对岩石的力学性质有着显著的影响,随着围压的增大,弹性模量和抗压强度变大,而弹性模量随围压的变化更加明显,泊松比随着围压的增大变小;储层脆性评价结果显示,大庆A地区储层岩石脆性指数在40.9~46.5之间,脆性较好,1582.23~2097.35m井段储层为压裂甜点区。借助CT扫描技术和图像三维重构获得了岩样内部裂缝的空间形态,结合地应力方向测试结果可得,大庆A地区天然裂缝较发育,与最大水平主应力夹角在0°~50°之间。(2)进行了真三轴致密砂岩水力压裂嵌入式实验,对应力差、排量、脆性和天然裂缝对缝网形成的影响进行了实验研究,具体得到的结论为:应力差越小,天然裂缝和最大水平主应力方向夹角越小,岩石脆性、排量越大,水力压裂过程中压裂液在岩样中的波及范围越大,水力压裂形成的缝网越复杂;增大排量,将增大岩石的破裂压力,减小岩石起裂压力,同时也会减少压裂液在天然裂缝中的延伸时间。(3)由物模实验结果得,当天然裂缝和最大水平主应力方向成90°时,人工裂缝遇天然裂缝,将直接穿过天然裂缝,水力压裂过程中很难形成复杂缝网;当天然裂缝和最大水平主应力方向夹角小于50°时,人工裂缝将沿着天然裂缝延伸转向,水力压裂将形成复杂缝网。(4)实验测试结果显示,大庆A地区岩石脆性指数大于40,水平应力差大多小于5MPa,天然裂缝与最大水平主应力夹角在0°~50°之间,大庆A地区致密砂岩储层可进行体积压裂,储层改造将获得有效的经济开采价值。本文的研究成果还可应用于评价其它区块致密砂岩储层能否进行体积压裂。