页岩气作为一种清洁能源,为我国能源安全、“绿水青山”建设提供了有力支撑。得利于页岩气勘探开发技术进步,特别是长水平段钻井和大型水力压裂技术的突破,我国成为继北美后第二个实现页岩气商业化开采的地区。大型水力压裂依靠大排量、大液量在脆性页岩储层中形成复杂缝网,把不具有天然经济产能的页岩气储层实现商业开采,但大型水力压裂存在成本高、耗能高和耗水量大等问题。如何降本增效和高效利用水资源,除优化自身技术外,研发一种新型压裂技术一直是页岩气储层改造发展的新目标。脉冲水力压裂技术是一项前沿的压裂技术,在同等水力能量条件下,较常规水力压裂方式致裂岩石能力更强,支撑剂携带距离更远,形成的缝网更复杂。本文针对页岩气储层脉冲水力压裂方式下压力波传播规律、裂缝扩展与致裂机理不清等问题,通过文献调研、分析测试评价、数学模型推导与求解、理论分析、实验系统构建、数值计算和室内实验等多种手段,进行了相关研究。主要研究内容和认识如下:（1）对研究区页岩气储层宏观特征、孔隙结构、孔渗特征和页岩矿物成分等进行了测试分析,获得了五峰-龙马溪组的页岩气储层特征,为后期页岩气储层脉冲水力压裂压力波传播规律与致裂机理物理建模和实验研究提供了基础。（2）研究了层理和水化作用对页岩力学特性的影响。研究发现:层理倾角增大,抗压强度和残余强度呈现U型变化趋势,弹性模量呈线性增长,泊松比呈倒U型变化。初始纵横波速度随着层理倾角增加而增加,纵横波速度变化趋势呈现出四个明显阶段。页岩水化能增加纵横波速度,但强度大幅度降低。采用四种不同评价方式对研究区的页岩脆性指数和可压裂性进行了综合评价,定量化得出研究区可压裂性评价指数,为后续理论分析和实验研究奠定了基础。（3）基于水动力学理论和瞬变流原理,构建了二维条件下带阻尼项的脉冲水力压裂压力波传播数学模型,获得了该模型的解析解,建立了页岩气储层复杂缝网的物理模型。结合GCTS高压水力模块,建立了压力波传播与衰减模拟实验系统,对推导建立的带阻尼项的脉冲水力压裂压力波传播数学模型进行了验证。并使用数值模拟手段对四种不同压裂方式进行了研究,发现:矩形脉冲波增压效果优于正弦脉冲波、正弦脉冲波和锯齿脉冲波,正弦脉冲波和锯齿脉冲波增压效果相当,四种压裂方式压力波传播衰减过程与传播距离呈对数衰减关系。同时对矩形脉冲波不同脉冲压力、脉冲频率和综合阻尼系数的脉冲增压效果、传播衰减规律进行了研究。得出:高振幅的矩形脉冲波增压效果更明显,但存在一个最优的脉冲幅度值。此外,不同的储层条件,存在一个不同的最优脉冲频率值。综合阻尼系数增大会降低脉冲压力波增压效果,但存在一个极限综合阻尼系数值,超过该值后,综合阻尼系数对脉冲压力值影响较小。（4）通过构建脉冲水力压裂实验模拟系统,进行物理模拟实验,对常规水力压裂和脉冲水力压裂致裂页岩试件特点和裂缝扩展规律进行了研究。得出:相同实验条件下,正弦脉冲水力压裂较静压水力压裂致裂页岩需要的压力更低、时间更短、裂缝更发育。矩形脉冲水力压裂较正弦脉冲水力压裂致裂岩石过程中能大幅度提高水力能量穿透力和破坏性,更易形成复杂缝网,体积压裂效果更显著。基于岩石损伤特性和实验结果分析,对脉冲水力压裂条件下页岩气储层岩石损伤、起裂和裂缝扩展进行分析,明确了页岩在脉冲水力压裂条件下的损伤特性以及基质、层理和天然裂缝三种不同影响条件下页岩气储层的起裂和裂缝扩展规律。此外,针对页岩气开发,提出了脉冲水力压裂技术的应用建议。本文系统地研究了页岩气储层脉冲水力压裂压力波传播规律与致裂机理,可为脉冲水力压裂技术在页岩气开发领域应用提供理论指导。