塔河油田碳酸盐岩油藏以缝洞型储层为主,溶洞是油气的主要储集空间,裂缝是沟通井筒与溶洞的主要渗流通道。目前,该地区大多数井需要通过水力压裂或酸化压裂来改造储层以获得产量。相较于均质储层,缝洞型储层中的天然裂缝、溶洞和断层会对水力裂缝的扩展产生明显影响,本文主要研究水力裂缝在碳酸盐岩油藏中的扩展规律并分析不同因素对水力裂缝延伸影响。论文结合有限单元法与孔隙弹性理论建立水力压裂的数值计算模型,并通过二维KGD模型的计算结果与ABAQUS软件计算结果对比,验证了模型的合理性。在天然裂缝影响方面,论文通过粘聚力单元的方法,研究了水力裂缝与天然裂缝的交互关系,数值模拟结果表明,两者交互关系主要受天然裂缝逼近角度、水平地应力差和天然裂缝胶结强度的影响,这些因素数值越大,水力裂缝就越有可能穿过天然裂缝。基于扩展有限元方法,论文研究了水力裂缝在均质地层中的延伸规律,并分析了射孔角度,水平地应力差和压裂液排量对延伸规律的影响。在此基础上,研究了水力裂缝在含溶洞地层中的扩展规律。数值模拟结果表明溶洞对水力裂缝有一定的排斥作用,水力裂缝会在其周围发生偏转,偏转的程度主要受井筒位置、水平地应力差、溶洞内压和压裂液排量的影响。论文通过真三轴水力压裂实验,研究了储层中断溶体对水力裂缝扩展的影响,根据实验结果,相比于沟通溶洞,水力裂缝沟通断层的可能性更高。通过在试样内布置应变片,测量了不同区域处水平地应力在压裂过程中的变化,并统计得到不同区域的应力变化趋势和应力大小变化规律,以此为基础对塔河油田的酸压方案提出了优化建议。本文的研究对塔河油田的开发提供了一定的理论支持,对有效开发缝洞型碳酸盐岩油藏具有借鉴意义。