水力压裂作为一种常规、高效的岩体改造手段,在页岩气开采过程中能显著增加页岩的渗透率,进而提高页岩气的开采效率。但是由于页岩典型的层理结构所导致的各向异性,使得水力裂缝穿越层理的过程变得复杂多样,这对实际水力压裂施工控制提出巨大挑战;同时,地应力和注射速率也会影响水力裂缝的扩展以及压裂效果。因此,研究各向异性页岩在不同注射速率以及地应力状态下的水力裂缝扩展机制和压裂效果具有重要的现实意义。本文依托贵州大学引进人才科研项目（2019）01、贵州大学自然科学专项科研基金项目（2019）03和国家自然科学基金项目（51374257）,以五峰组—龙马溪组页岩作为研究对象,综合运用了理论分析、水力压裂实验、CT扫描技术、模拟分析等方法,研究了各向异性页岩水力裂缝扩展形态特征和不同压裂缝网的渗透效果。本文取得主要结论如下:（1）通过水力压裂实验研究了各向异性页岩在不同注射速率以及轴向应力状态下的水力压裂力学效应,揭示了层理倾角、轴向压力和注射速率共同作用下水力裂缝的扩展规律。（2）针对水力压裂后的各向异性页岩试样,利用CT扫描技术对压裂后的页岩进行CT断层扫描,然后利用可视化软件AVIZO对二维的CT图形进行三维重构,建立压裂试样缝网形态的三维模型。研究了层理倾角,注射速率以及轴向压力共同作用下的水力裂缝形态变化趋势,用破裂体积比P33、迂曲度和裂缝网络生长指数（FNGI）)等水力压裂指标从压裂效率、裂纹扩展形态和形成缝网潜力出发,评估确定试样压裂效果,确定实现最佳压裂效果的压裂参数配置（轴压=25MPa,注射速率=6ml/min,层理倾角=60o～90o）。（3）基于三维重构的压裂缝网,利用多物理场耦合软件COMSOL对不同压裂条件下的水力压裂缝网进行渗流模拟。研究了在不同渗透压和渗透介质下的水力裂缝渗透率的变化规律,通过比较不同形态缝网的等效渗透率,得出导水能力最好的压裂缝网、最有利于甲烷抽采的压裂缝网和最有利于压裂液反排的压裂缝网,进而定量论证了水力裂缝的潜在抽采效果。对于相同层理倾角的页岩,当注射速率升高时,形成的压裂缝网的迂曲度随之增大,等效渗透率随之减小;当应力差增大时,形成的压裂缝网的迂曲度随之增大,等效渗透率随之减小。不同压裂条件导致缝网迂曲度的变化会影响缝网对流体的导流能力,并且迂曲度和等效渗透率不是线性关系,等效渗透率并没有随着迂曲度的增大而减小,当迂曲度在3左右时,等效渗透率最大,渗透效果最好。研究结果可为实际水力压裂施工设计提供参考。