随着工业的迅猛发展全世界能源需求量激增,页岩气作为一种清洁能源得到了广泛关注,水力压裂成为页岩气开采的重要手段。页岩的微观结构复杂,含有多种不同矿物造成了页岩的非均质性,而这种非均质性会影响水力压裂过程中裂缝的扩展从而影响水力压裂的产气效果。页岩的非均质性多是基于微观层面的认识,水力压裂实验中难以进行页岩微观结构的观测,通过数值模拟手段讨论页岩的非均质性的相关研究较少,因此,针对页岩复杂的微观结构总结其非均质性的特点,通过数值模拟的手段分析页岩矿物对水力裂缝产生的影响对于页岩储层的选取具有重要的意义。通过查阅国内外文献归纳总结了前人对于页岩微观结构的认识,利用扫描电镜和岩石薄片鉴定对页岩微观结构中矿物形态与矿物分布情况进行分析。粘土多数呈鳞片状,石英大面积分布,黄铁矿在扫描电镜中较亮,呈现草莓状,且不同矿物随机分布。运用微分有效介质理论建立粘土含量大于30%时夹杂不同矿物的岩石物理模型。通过扩展有限元法对含有不同矿物成分、矿物粒径以及矿物含量的页岩模型进行数值模拟分析。结果表明,黄铁矿对裂缝扩展的阻碍能力最强,石英和方解石次之,粘土最弱;对于石英、方解石和黄铁矿而言,当矿物粒径分别为50μm、60μm、40μm时压裂的效果最好;当矿物含量为33.912%时裂缝的张开与扩展情况最好。该论文有图66幅表2个参考文献55篇