径向井技术能实现钻头在套管中极小曲率半径转向,降低了水平井眼钻井施工的复杂性,大幅度减少钻井成本;而径向井技术采用水力喷射作用来破岩成孔,非常适合用在松软的煤层之中;因此,近年来该项技术逐渐在山西等地的煤储层中得到应用。为了获得更好的开发效果,现场对径向井眼分段压裂技术进行了初步试验,但遇到摩阻过高的问题,难以形成有效裂缝。鉴于此,本文改变以往的探索方向,研究对煤层径向井直接进行裸眼压裂的特征,在此基础上优化设计压裂施工方式。本文基于煤储层物性,考虑多孔介质的流固耦合作用及径向井眼处的应力集中,建立三维弹性有限元模型,对煤层径向井压裂时的起裂特征径向研究;明确了径向井眼的直径、长度、数量、方位角以及地应力差对起裂压力、起裂位置和方向的影响;发现了径向井眼对裂缝的初始延伸方向有很强的引导作用。采用XFEM方法,对裂缝延伸过程和裂缝形态进行研究;明确了径向井眼长度、方位角、压裂液排量和地应力差对裂缝延伸的影响;发现了裂缝双面在剪切作用下产生错位而导致缝宽分布不均的现象。对煤层径向井压裂工艺进行优化设计;给出了合理的径向井眼参数和排布方式;优选了支撑剂、压裂液类型及其配方;优化了煤层径向压裂施工的工艺参数。