碳酸盐岩储层是我国陆上油气勘探的重要储层类型,其储渗空间异于一般砂岩。碳酸盐岩储层的主要储渗空间是溶洞和裂缝,而缝洞型碳酸盐岩油藏是其中最具代表之一。因而对于缝洞型碳酸盐岩油藏的研究从整个油气藏开发的角度来看显得尤为重要。本文通过对G地区碳酸盐岩样品进行系统的岩石力学参数测试物理模拟实验,并结合样品岩石力学特征和裂缝扩展机理,分析碳酸盐岩储层裂缝的扩展情况,并通过数值模拟来对其进一步分析。本文分为室内物模实验和数值模拟研究两个部分,其中物理模拟作为主要部分。文中对G地区碳酸盐岩储层岩心进行岩石力学测试实验,实验包括常规三轴测试、地应力大小及方向测试、岩石断裂韧性测试以及全直径岩样物理模拟实验。最终得到断裂韧性、杨氏模量、岩石脆性指数、泊松比、毕奥特系数、最大最小水平主应力的大小和方向等岩石力学参数,再通过全直径岩样物理模拟实验,对水力压裂的起裂与扩展过程进行物理模拟,模拟水压致裂后的裂缝形态,研究起裂及延伸规律。数值模拟部分是基于ABAQUS软件对碳酸盐岩水力压裂裂缝的扩展延伸进行模拟,其中裂缝使用了cohesive粘滞单元,研究了裂缝由于水平地应力差引起的转向和遇到天然裂缝发生的转向问题,探讨由于压裂液粘度和施工排量所引起的缝网形态的变化。模拟了杨氏模量、泊松比、抗压强度等参数的改变导致裂缝的形态及走向上的变化,以此来验证物理模拟实验的正确性。室内物模实验和数值模拟分析的结果进一步明确了缝洞型碳酸盐岩油藏水力压裂机理,评价了G地区水力压裂裂缝的起裂特征,提出在高排量下裂缝形态有向复杂裂缝转变的趋势,建议储层改造采用大排量大液量的体积酸压思路。在缝洞型油藏提高采收率的技术理论、指导技术优选和方案优化上给现场提供了可靠的建议。