二氧化碳复合压裂作为一种新型储层改造技术,目前已在延长油田等数个低渗低产油田的试验区块取得良好的开发效果,具有良好的推广前景。本文研究的超临界二氧化碳复合压裂,结合超临界二氧化碳压裂和水力压裂的优势,利用液态二氧化碳打造分支缝网、增能增效;利用水力压裂打造主缝、提高导流能力,实现增大缝网改造体积、提高油藏流度和近井地层压力的目的,能够有效动用低渗油藏。然而,超临界二氧化碳复合压裂缝网形成及演化规律还有待进一步研究。本论文着眼于超临界二氧化碳复合压裂裂缝扩展规律:首先,通过超临界二氧化碳压裂物理模拟试验以及水力压裂物理模拟实验,对比探究超临界二氧化碳压裂下岩石起裂和裂缝延伸规律与水力压裂的差异;开展压力降落室内实验,模拟压后超临界二氧化碳在地层中的扩散驱替过程,通过压力降落曲线和核磁共振图谱展现超临界二氧化碳压裂液的对原油良好的动用效果;其次,基于DFN离散裂缝模型,利用Frac Man压裂裂缝扩展模拟软件建立概念模型,进行二氧化碳复合压裂压裂裂缝扩展数值模拟,对复合压裂不同条件下的复杂裂缝效果进行系统的描述和分析,优化超临界二氧化碳与水基压裂液用量与比例,为压裂设计提供指导;最后,以鄂尔多斯盆地南部长7₃页岩储层为研究对象,对泾Q井进行压裂方案设计,完成压裂材料性能评价优选实验,利用压裂商业软件Fracpro PT,根据地层条件和设备能力进行效果预测和参数优选,设计形成最佳增产方案。