随着我国经济的快速发展,对石油天然气能源的需求日益增加。作为油气勘探开采的关键技术环节,钻井作业的效率及质量直接决定了油气资源的开发效率。相较于传统机械钻井的方式来说,激光辅助破岩减少了钻具的磨损,局部高能输入使岩石更易破碎,并可熔化硬质岩层,钻进效率大幅提高。本文通过研究破岩过程中不同类型岩石、流体介质与热能间的相互作用机制,分析激光工艺参数对破岩效果的影响规律,甄选出破岩效率最高的激光工艺参数。利用abaqus进行激光破岩全工艺过程数值模型仿真,探究激光破岩热响应及热应力的分布规律。通过金相显微镜下观察及XRD衍射实验探究激光作用下岩石宏微观形貌及物相成分的变化,探究不同破坏机制作用下岩石抗压强度变化,结合岩石物性参数、物相变化与裂纹扩展机制深入分析温度变化对岩石峰值强度的影响机理,揭示造成岩石力学性质劣化的根本原因。结合量纲法与实验数据研究比能与钻进速度间的数值关系,探究高效破岩的实现方法。主要的研究结论如下:（1）以花岗岩为样品优选出的工艺条件为:激光功率1800W,离焦量10mm,作用时间7s和激光功率2000W,离焦量5mm,作用时间4s。对花岗岩和砂岩进行全面试验,综合几个破岩效果的指标来看当激光功率为1800～2000W,离焦量为5mm、作用时间为4～8s时既能保证足够的钻孔深度,又能保证破岩过程中较低的比能和较高的钻进速度。（2）径向及轴向上距中心越近的结点温度越高,距光斑中心较远的结点温度变化趋势不明显。在激光照射的前2s温度上升的速率较快,温升速率随着激光作用时间的增加而不断减小。在光斑边缘处由较大的温度梯度产生有较大的热应力,光斑边缘向外应力值下降较快。当功率为600W,离焦量为15mm,激光辐照时长持续10s时,砂岩主要的破坏方式是激光热作用造成的熔化及气化。（3）在激光热作用下岩石内矿物成分及晶体结构发生了变化。花岗岩熔融体区内存在较多的玻璃质非晶相,还有硅酸盐矿物分解产生的二氧化硅。在石灰岩的激光辐照区边界和花岗岩、砂岩的热影响区有约200μm的孔隙,矿物晶粒体积膨胀、高温脱水反应及水蒸气逸出等因素均导致了裂隙的发育,微裂纹汇集形成的宏观断裂面是造成岩石力学性能劣化的根本原因。同时微裂隙的形成使岩石的孔隙度及渗透率增大,有利于地层油气的储集。（4）由于热应力及热反应破坏作用,在不同的激光打孔方案下三个岩石试件的抗压强度均小于花岗岩原样品的抗压强度139.47MPa,且造岩矿物对不同温度范围的敏感性规律不同,岩样的峰值强度随着打孔个数的增加先增加后减小,由于矿物成分熔融和石英成分的增加,方案2的岩石样品的力学性能相比方案1有所提升;峰值应变随着打孔个数的增加而增大,岩石的延性增强。（5）比能随着激光钻进速度的增加先呈增长趋势,在到达极大值后缓慢下降,最后逐渐平缓,保持在较低水平。结合v–P辅助曲线与（?）–v曲线可以确定能产生钻进速度的激光功率阈值,并且能确定保持低比能、高转速的激光功率的范围。经过液体浸泡过的岩石要比干燥岩石的比能大,且水浸岩石比油浸岩石的比能大;水浸岩石的激光钻进速度最小,干燥岩石的钻进速度最大。保持岩石干燥,去除岩石内的水分有助于破岩效率的提升。