目前针对爆生气体驱动裂缝扩展的研究较多，但缺乏对多级燃爆压裂整体过程的研究，难以为多级燃爆压裂各级药剂加载参数提供指导，导致多级燃爆压裂技术缺乏完整的理论支撑。基于多级燃爆压裂作用特点，本文通过第一级药剂燃爆强冲击作用和后续爆生气体准静态作用两个阶段来研究多级燃爆压裂裂缝扩展规律。针对三种脆性的岩样开展了岩石冲击开裂实验，分析第一级药剂燃爆对岩石的冲击开裂作用，回归得到动载破裂压力计算关系式；根据冲击开裂实验结果，运用模糊综合评价与灰色关联分析，建立峰值压力、加载速率、岩石脆性、岩石抗拉强度及应力水平等因素作用下的冲击动载裂缝条数预测模型；考虑岩石受力状态及率相关性，建立第一级药剂燃爆下岩石初始破坏区的理论计算式，分析初始破坏区与加载速率、岩石脆性、井眼半径的关系；为保证储层产生多裂缝及较小的压碎区，建议第一级药剂加载速率为70~120MPa·ms-1。基于已有爆生气体驱动裂缝扩展模型，考虑多裂缝影响，建立由裂缝起裂张开位移控制模型、燃爆裂缝起裂扩展判断依据、裂缝延伸速度构成的爆生气体驱动裂缝扩展模型；利用缝内爆生气体流动的连续性方程、动量守恒方程及修正的缝内爆生气体压力分布函数，建立燃爆裂缝缝内爆生气体流动模型；将以上两个模型耦合求解，研制了可定量模拟研究地层地应力、岩石断裂韧性、第一级燃爆加载特性及爆生气体加载速率等对后续爆生气体驱动裂缝扩展影响敏感性的模拟系统。模拟结果表明：地层地应力与裂缝起裂压力、止裂压力呈正相关，与爆生气体压力有效作用时间、燃爆裂缝缝长呈负相关；断裂韧性对燃爆裂缝扩展的影响可忽略不计；第一级药剂燃爆产生的裂缝条数与裂缝起裂、止裂压力呈正相关，与爆生气体压力有效作用时间、单条燃爆裂缝缝长、总缝长呈负相关；第一级药剂燃爆产生的初始裂缝缝长与裂缝起裂、止裂压力呈负相关，与爆生气体压力有效作用时间呈正相关，对裂缝相对扩展长度影响小；爆生气体加载速率对裂缝起裂、止裂压力基本无影响，与爆生气体有效作用时间、裂缝缝长呈负相关。以上分析，可为多级燃爆压裂参数设计提供参考与指导。