页岩气作为接替常规油气的一种非常规油气资源,已成为全世界关注的焦点和热点。页岩气藏具有和常规致密气藏不一样的特点,它的基质孔隙度和渗透率都极低,通常得需要有裂缝才能形成经济产能。除了页岩自身的天然裂缝以外,其开采必须实施压裂从而构成网络状裂缝,所以我们应该优先考虑选取天然缝隙发育、脆性指数高且水平应力差异比低的页岩油气储集区为目标进行压裂,这种条件下,压裂形成的水力压裂裂缝会很好的沟通或扩展天然裂缝,通过不断扩展与更多的天然裂缝进一步相交成网,最终在压裂区域形成大规模的网状裂缝,达到增大储层改造体积的效果。本论文从地震波反射系数方程出发,建立了可以直接反演页岩脆性指示因子杨氏模量和泊松比的线性关系式;通过分析典型水平层理缝模型,结合页岩本构特性推导了计算页岩储层水平主应力的理论表达式;最后分析了地层参数在页岩储层被压裂时的影响敏感性。论文的研究工作和进展主要包括以下内容:(1)我们认为在平面波入射等条件下,通过YPD方程和Gardner密度与速度关系式,进一步构建了新的纵波反射系数近似方程,称之为YP近似方程,此方程成功地将地震纵波反射系数与杨氏模量反射系数和泊松比反射系数直接联系起来,再之,还分析了YP方程的精确度和适用性条件,另外,通过合理的反演方法检验了新的反演公式的可靠性,为页岩气“甜点”识别提供了一种可靠的方法。(2)通过分析典型的水平层理缝Hudson模型和Schoenberg模型理论,再结合页岩的构造特征和岩石物理性质,建立了页岩地应力预测模型,在前人的基础上利用“线性滑动理论”实现了页岩储层最大和最小水平主应力的理论表达式,该理论表达式是由垂直方向主应力、杨氏模量和泊松比参数构成的;再之,我们引入水平应力差异比(DHSR),其可在不需了解储层垂向应力状态的情况下为页岩储层进行压裂和水平井钻井的优选提供依据,其外,DHSR的参数可以直接从地震资料中获取。(3)文中介绍了几种常见裂缝网络模型的优缺点,分析了页岩储层能够形成复杂形态裂缝的地应力条件和页岩储层水力压裂时的地应力变化情况,发现在一定条件下最大水平主应力和最小水平主应力方向会在水力压裂过程中产生翻转现象,利用这种现象可以为后续优化现有生产开采方法提供基础。(4)基于流体、渗流和弹性力学等方面的理论基础知识,通过对会干扰储层压裂改造体积的地质因素进行模拟并分析,结果表明这几个参数对最终的页岩压裂储层改造体积有一定的影响。