页岩气储层通常具有低孔隙度、低渗透率、非均质性强等特征,相对于常规储层,开采难度大,绝大部分情况下,该类储层需要进行大规模压裂改造才能实现经济开采。水平井分段多簇压裂技术是页岩气得以大规模经济开采的关键工艺技术。但现场的产量剖面测试中发现,有一部分压裂裂缝对产量没有任何贡献,一方面是由于裂缝之间应力干扰的存在,使得有些压裂裂缝扩展不充分,未能形成有效裂缝;另一方面可能是压裂施工过程中没有形成复杂缝网。基于此,为改善页岩气储层压裂改造的效果,本文开展了多条裂缝同步扩展以及裂缝网络延伸规律研究。首先,本文基于ABAQUS有限元平台建立了一个三维多簇水力裂缝扩展模型,模型可以考虑裂缝之间的应力干扰,可以实现流量的自动分配。利用建立的模型模拟了压裂段内三簇水力裂缝同步扩展过程,并利用该模型分析了地质因素和施工因素对多簇裂缝扩展的影响规律。结果发现:随着弹性模量的增大,中间裂缝的扩展面积有所增加,最终总的裂缝面积也有所增加;簇间距对多簇裂缝能否实现均匀扩展有重要影响,适当增大簇间距,可以实现多簇裂缝的均匀扩展;高黏度的压裂液可以促进多簇裂缝相对均匀扩展,但只有当压裂液黏度增幅大时,多簇裂缝的延伸形态才会有明显的变化。在注入压裂液总量恒定的条件下,随着施工排量的提高,多簇裂缝扩展相对均匀,有助于提高裂缝总面积。然后建立了基于全局嵌入粘聚力单元的裂缝网络延伸模型,研究了地层因素和施工因素对裂缝发育地层中裂缝网络延伸的影响,研究发现:水平应力差较小时,水力裂缝没有优先的扩展方向,倾向于沿着天然裂缝转向扩展,可以激活更多的天然裂缝,形成较复杂的裂缝网络,而当水平应力差超过5MPa之后,水力裂缝倾向于沿着最大水平主应力方向扩展,激活的天然裂缝数量减少,裂缝网络变得单一;压裂液排量对裂缝网络形态有显著影响,随着压裂液排量的增大,裂缝网络形态趋于复杂;在该模型中压裂液黏度对裂缝网络形态影响较小,随着压裂液黏度的增大沟通的天然裂缝数量减少,裂缝网络形态趋于简单;随着天然裂缝胶结强度的增大,水力裂缝激活的天然裂缝数量减少,形成的裂缝网络趋于简单;水力裂缝间距对裂缝网络形态影响较大,当间距较小时,由于主裂缝之间的相互干扰,中间裂缝的扩展受到抑制,激活的天然裂缝的数量也较少,随着裂缝间距的增加,裂缝之间的应力干扰效应减弱,三条裂缝都扩展充分,激活的天然裂缝数量也增加,裂缝网络形态变得复杂。研究成果可为页岩气的高效压裂施工设计和优化提供理论指导。