爆燃压裂技术可视为特种爆破的一种,该技术利用爆燃高压气体在低渗油气储层内形成多条径向裂缝,有利于油气资源的工业开采,在油、气开采领域得到广泛应用。此次研究以某页岩气井某水平井为背景进行取样,在充分参考前人研究成果的基础上,结合室内静力学试验、SHPB冲击试验以及LS-DYNA数值模拟软件来研究固井水泥石在不同冲击条件下的力学性质和失效破坏规律。从而为爆燃压裂工艺改良、水平井施工优化、管柱结构改进及制定井筒安全控制措施提供了一定参考,同时为爆燃压裂安全施工以及爆燃压裂井增产提供了理论依据。主要内容和结论如下:(1)对固井水泥石进行了常规静力学试验并获得了其相关岩石力学参数,并探究了不同围压条件下水泥石试样的破坏模式变化规律、应力-应变变化关系以及抗压强度的变化规律。得出在三轴压缩过程中随着围压的上升试样破坏所产生的横向裂缝会在一定程度受到限制,即围压上升会使试样更易产生平行于剪切面的斜向裂隙而非张拉型裂隙的结论。(2)对固井水泥石进行了0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa五组不同气压下的SHPB冲击测试试验,得到了固井水泥石在在不同冲击速度下的应力应变曲线,以及随冲击载荷的变化试样的破坏形式也会随之变化的结论,整体变化趋势表现为随冲击载荷的增大水泥石的破损度越来越高,粉碎越来越彻底。(3)在LS-DYNA软件中选取K&C模型为固井水泥石力学模型进行模拟,并将模拟结果与SHPB试验结果进行对比,验证了模型类型及模型参数的合理性。(4)基于已验证的模型类型和模型参数,采用LS-DYNA软件进行无围压条件不同冲击速度的固井水泥石SHPB试验数值模拟试验,并在此基础上进行了加载围压的不同冲击速度的固井水泥石SHPB数值模拟试验,通过对比有、无围压条件的SHPB模拟试验结果,分析得出了在无围压的单轴冲击载荷作用下固井水泥石的破坏模式主要为拉伸破坏,而在有围压条件下水泥石的拉伸裂缝数量和裂缝规模均明显减小,证明围压条件能有效地抑制水泥石内部裂纹的扩散并能在一定程度上提升固井水泥石的抗动态冲击性能。