在重庆地区的页岩气开采中,页岩气气藏常见页-泥岩复合地层接触界面,这些界面的存在使开采储层的水力压裂理念与常规页岩气储层压裂改造理论方法存在一定的差异,导致水力裂缝在地层界面处表现出不同的扩展形式。准确认识地层界面对水力裂缝扩展形式规律的影响,对于页岩气开采压裂施工工艺的选择和水力压裂设计方案的有效实施具有十分重要的意义。本文在贵州大学引进人才科研项目（201901）和贵州大学自然科学专项科研基金项目（201903）和国家自然科学基金项目（51374257）的资助下,考虑了岩层材料力学性质、地层界面强度、地应力、水力裂缝内流体压力等因素影响,综合运用线弹性断裂力学弹性、复变函数和界面力学等理论,推导并确定水力裂缝正交逼近地层界面和水力裂缝正交接触地层界面时水力裂缝周围应力场分布规律,并利用岩石临界应力破坏准则,预测后续裂缝扩展行为,揭示了水力裂缝在地层界面处的扩展规律。主要的研究内容和成果如下:（1）建立水力裂缝逼近地层界面理论模型基于水力裂缝正交逼近地层界面过程,建立了水力裂缝正交逼近地层界面理论模型,在假设条件下,得到了水力裂缝正交逼近界面时裂尖应力场解析解,讨论了裂尖应力非线性区特征值,确定了水力裂缝后续起裂方向。利用水力裂缝临界穿过地层界面或沿地层界面张开扩展判断准侧,揭示了水力裂缝逼近地层界面处的扩展规律。（2）建立水力裂缝接触地层界面模型当水力裂缝正交接触地层界面时,建立了水力裂缝正交接触地层界面理论模型,在假设条件下,求解了水力裂缝接触界面时裂尖应力场解析解,讨论了地层界面上应力场奇异性特征值的表述与含义。再结合界面处裂缝扩展形式判断准侧,研究了水力裂缝接触地层界面处的扩展规律。（3）结合ABAQUS数值模拟和实验验证逼近和接触理论模型采用有限元软件ABAQUS来模拟页岩泥岩地层中水力裂缝的起裂扩展,在考虑包括地应力、弹性模量、泊松比以及地层岩体抗拉强度等参数条件下,分别模拟水力裂缝从页岩向泥岩扩展和水力裂缝从泥岩向页岩扩展过程。研究结果表明,水力裂缝在界面处扩展行为主要表现为直接穿过地层界面或沿地层界面张开形成“T”型缝两种形式。提取两数值模型在地层界面处不同时刻的法向应力场和切向应力场数值,与理论模型计算结果对比,验证了理论模型的可靠性。此外,通过将理论计算结果与相关学者的水力压裂试验结果相对比,再次验证了理论模型的适用性。（4）参数敏感性分析基于理论模型,通过MATLAB计算程序对水力裂缝逼近地层界面和接触地层界面时界面上的应力场及水力裂缝在界面处的扩展形态的影响因素进行了详细分析,影响水力裂缝在地层界面上扩展行为的主要因素为:流体净压力、地应力、岩石弹性模量、岩石泊松比和岩石断裂韧性。水力裂缝内流体净压力越大时水力裂缝越易于穿过地层界面。地应力差越大,水力裂缝越易于穿过地层界面,且界面上切向应力与地应力的取值情况无关。岩石弹性模量、泊松比和断裂韧性对界面上法向应力影响较小,但对界面上切向应力的影响较大,但摩尔库伦准则难以满足,岩石弹性模量、泊松比和断裂韧性的变化对水力裂缝在多场界面处的扩展形态影响较小。