新疆准噶尔盆地石炭系火山岩储层是典型的裂缝—孔隙双重介质储层,其地质储量高,经济价值大,具有极高的开发潜力,对我国油气资源开发具有重要的战略意义。但是目前一直存在着对于裂缝性火山岩储层的开发难题,如准噶尔盆地裂缝性火山岩储层厚度普遍较大,天然裂缝广泛分布,天然裂缝系统对岩性影响较大,国内外针对裂缝性储层水力压裂技术可借鉴经验少;对火山岩储层人工裂缝起裂和延伸的机理认识不清,缺乏火山岩储层压裂设计优化方法及人工裂缝分析诊断技术;火山岩水平井前期压裂改造主要引进国外公司的技术和服务,未掌握关键技术,设计自主化及技术主导程度低。在现场应用中,石炭系裂缝性火山岩压裂方案无论从设计到实施都遵循以往的施工经验,缺乏裂缝扩展基础原理支持,缺乏现场机动调整方案的效果研究。因此,研究火山岩储层裂缝构造,分析天然裂缝和人工裂缝结构,研究人工裂缝在天然裂缝网络中的扩展方式,总结人工裂缝和天然裂缝作用机理,可以更加精确的解释裂缝性火山岩储层中水力压裂复杂缝网的展布形态,对提高火山岩储层压裂增产改造施工设计的针对性和改造效果具有十分重要的意义。本文利用岩屑矿物元素分析、岩石力学参数测试等岩石基础实验测试,构建了准噶尔盆地石炭系裂缝性火山岩储层天然裂缝基础性质,为研究火山岩天然裂缝网络系统提供数据支持。通过现场采集的石炭系玄武岩、火山角砾岩露头,利用实验室真三轴水力压裂物理模拟实验系统开展了火山岩储层的水力压裂模拟实验,分析了天然裂缝和人工裂缝的相互作用机理,重构了裂缝3D形态,直观展示了裂缝性火山岩缝网起裂、扩展的形态,揭示了裂缝网络与压裂裂缝的形成机理。同时,利用离散元方法建立了裂缝性火山岩天然裂缝—人工裂缝结构模型,根据基础实验得到的裂缝性质,重点分析了在天然裂缝广泛分布的储层中,天然裂缝被人工裂缝激活、人工裂缝起裂与扩展、复杂裂缝网络形成的控制条件,数值模拟研究考虑了火山岩天然裂缝性质、裂缝弹塑性变形条件、岩石基质破裂因素等问题,从地质因素和工程因素分析了裂缝性火山岩储层人工裂缝网络复杂性的控制因素,同时还考虑了地质条件非均质性,如杨氏模量、储层力学强度差异对裂缝复杂程度的影响。本文通过岩屑矿物分析技术、水力压裂物理模拟实验、裂缝网络3D形态描述、裂缝扩展数值模拟等方法,对准噶尔盆地石炭系火山岩储层开展了天然裂缝与水力裂缝相互作用机理的相关研究,研究结果将对未来火山岩大规模体积压裂施工改造方案提供理论依据。