1、為進一步提高水平井的產量和最終采收率，改善開采的經濟效益，本文對水平井多級脈沖氣體加載壓裂展開了系統(tǒng)的研究與應用，并編制相關軟件對壓裂水平井進行方案優(yōu)化設計，具有重要的科學意義與明確的應用前景。從優(yōu)化方法出發(fā)本文研究內容與主要成果為： （1）根據(jù)水平井的結構特點，對多級脈沖加載壓裂裝置和延時控制裝置在井筒中的作用特點進行了分析，設計出了合理的裝藥結構，并評價了該技術的安全可靠性。 （2）根據(jù)彈性力學理論和斷裂力學理論，在

2、裸眼完井、射孔完井條件下，建立了爆燃壓裂水平井井筒周圍應力場分布的新模型以及裂縫起裂壓力和起裂角的計算模型，并進行了求解。 （3）通過設計室內沖擊實驗模擬多級脈沖爆燃氣體壓裂等強動載條件對油氣水井附近油層的處理。對比了動載破裂壓力與靜載破裂壓力的差值、動靜載破裂壓力差值與抗拉強度的比值、動載破裂壓力與靜載破裂壓力的比值四個物理量與加載速率關系，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)數(shù)值回歸動載、靜載破裂壓力表達式，以修正爆燃壓裂水平井起裂壓力。

3、（4）根據(jù)爆燃壓裂水平井井下工作條件，參考流體質量、動量和能量守恒方程建立裂縫內爆燃氣體流動模型；采用設定裂縫內氣體壓力分布函數(shù)的方法，實現(xiàn)流動模型的數(shù)值求解；在巖石彈性理論下，建立了多級脈沖壓裂作用下水平井預存裂縫起裂張開位移公式；根據(jù)疊加原理推導了水平井爆燃壓裂各項荷載作用下裂縫尖端應力強度因子，建立裂縫延伸判據(jù)，利用裂尖能量守恒方程確定裂縫擴展速度；將多級脈沖壓裂氣體響應模型與氣體流動模型相結合，實現(xiàn)了爆燃氣體流動和裂縫擴展藕合求

4、解；根據(jù)具體儲層、施工參數(shù)對水平井多級脈沖氣體加載壓裂中各級壓裂過程進行了模擬計算，確定具體的裂縫形態(tài)；并用能量平衡理論考慮裂縫尖端動態(tài)響應，以反映裂縫動態(tài)擴展的特性。 （5）利用建立的數(shù)學模型開發(fā)水平井多級脈沖氣體加載壓裂模擬計算軟件，并對影響水平井爆燃壓裂效果的幾個主要因素展開了系統(tǒng)的數(shù)值優(yōu)化設計，分析了不同裂縫參數(shù)對產能的影響，為現(xiàn)場施工提供指導。 （6）進行了多級脈沖氣體加載壓裂水平井的井下壓裂施工設計及效果預測