水力压裂作为一种利用高压流体对地下致密岩层进行压裂改造提高岩石孔隙度和渗透性的物理力学方法,在油气开采、地热资源开发、放射性核废料处置以及地应力测量等领域被广泛应用。现有水力压裂技术的成熟应用大幅提升了页岩气开采产能,改变了世界能源格局,但工程现场仍面临地层突破压力（破裂压力）大,压裂效果不理想等问题。如何在保证压裂效果的同时降低大深度储层中面临的高破裂压力,从而降低注压系统的负载和压裂成本是压裂设计工程师和研究学者们亟需解决的问题。这需要对岩石水力压裂的力学机理和诸多影响因素,如岩石的物理力学性质、地应力状态、压裂液的黏度和注射方式、注压井筒尺寸以及岩石中的天然裂缝进行深入讨论。本文以低渗透岩石为研究对象,基于离散元方法在岩土体力学分析计算中的优势,选用PFC^2D5.0程序,通过单轴压缩和巴西劈裂数值模拟试验校准标定模型微观参数,建立与研究对象相同物理力学性质的离散颗粒集合模型。在Cundall流固耦合理论的基础上考虑岩石的渗透性和饱和情况编写算法重现岩石水力压裂过程,通过数值模拟不同地应力比条件下岩石水力压裂过程验证算法的可靠性,并开展了一系列数值模拟试验讨论分析注压井筒孔径、流体黏度、岩石渗透性以及二次压裂对岩石水力压裂过程的影响。数值模拟结果表明:岩石井筒孔径对水力压裂具有显著影响,大孔径井筒可有效较低岩石的破裂压力;由于流体渗流作用,压裂液黏度和岩石渗透性影响岩石水力压裂过程,岩石破裂压力随着注射流体黏度的减小而减小,随着岩石渗透率的减小而增大;重现岩石注压-停泵-再注压压裂过程发现,二次压裂过程中岩石的破裂压力明显低于初次压裂,并且初始裂缝对裂缝的二次起裂和扩展具有诱导作用,水压裂缝仍沿着初始裂缝的方向起裂和扩展。