靖边地区地理位置上属于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的中东部位置,目的层段延长组长62段油藏与上部上4+51段区域盖层构成良好的储盖组合,将其作为CO2封存的试验区具有重要的科学依据和现实经济意义。全面了解地质封存体的岩石力学特征,预测地层破裂压力及裂缝发育区的分布是CO2泄露风险评价的前提,也是提高CO2封存水平的重要保证。本文以实验为着手点,现场压裂资料及相关地质资料为基础,数学方法和数值模拟为手段展开分析。通过岩石力学实验,获取一系列岩石静态力学参数,在此基础上结合靖边地区地质特点,运用数学模型预测法对比不同破裂压力模型下误差大小,选取合适的模型对靖边地区破裂压力进行预测。在鄂尔多斯盆地构造应力场和靖边地区沉积微相的背景下,基于有限元数值模拟,以现场水力压裂法计算的地应力为约束,模拟出靖边地区最小主应力的分布。综合考虑地层破裂压力与最小主应力的特征预测裂缝发育区,为后续CO2注气工作提供理论指导。主要取得了以下认识：(1)岩性不同,试件的应力-应变特征不同。泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩试件随围压的增加,岩石抗压峰值强度增加,岩石破坏时的轴向应变量增加；砂岩试件相反。无论岩性,随着围压的增加,试件弹性变形范围减小,弹塑性变形范围增大。(2)靖边地区砂、泥岩的杨氏模量随深度的增加而增加,且泥岩高于砂岩；砂、泥岩泊松比随深度的增加而增加,在单轴和地层条件下,砂岩试件的泊松比均明显高于泥岩。(3)通过四种地层破裂压力模型误差对比,Eaton模型适用于靖边地区破裂压力预测,且误差控制在5%以内。垂直应力与破裂压力具正相关关系。(4)在CO2注入区附近,长62段地层最小主应力呈东高西低的趋势,长4+51段地层呈中部高一两边低的趋势,考虑地层破裂压力与最小主应力的共同作用,预测Ⅰ区域为裂缝发育区,Ⅱ区域为裂缝可能发育区域。