水压力作用下页岩起裂、裂缝扩展、缝网交叉等规律的研究能够对页岩气储层改造提供理论支持,微震监测可以对裂缝扩展规律进行评价,从而对储层改造效果评价提供技术支持。然而裂缝扩展机理和微震释放机理复杂,很难从理论上进行统一的认识,国内外学者也是争议不断。因此,本论文基于传统的断裂力学和微地震学理论,采用物理模拟实验和数值分析方法来研究页岩水力裂缝扩展及其释放的微震机制与规律。研究成果对于页岩性能研究、页岩气储层改造评价、优化压裂施工参数并提高采收率具有重要的现实意义。本文研究的主要内容及成果包括:（1）总结水力压裂及微震释放的基础理论,研究孔隙水压力作用下岩石破裂判据。结合弹塑性力学和流固耦合理论,建立水平井及射孔的数学模型,分析射孔孔眼起裂的方向、压力大小和延伸规律,发现了射孔孔眼在最大主应力方向的起裂压力最低且更容易起裂的特征。（2）设计了页岩大型真三轴水力压裂及声发射监测试验。试验结果表明:水力主破裂面方向垂直于最小主应力;水力裂缝分叉、转向和缝网的形成与内部微裂隙或弱结构面有关,重复压裂技术形成的水压裂缝能够有效沟通产生缝网。（3）水力压裂监测的声发射信号呈双主频带特征,宏观破裂及裂缝转向产生高主频信号,微破裂主要产生低主频信号,页岩水压裂缝低主频占比非常高,能量释放以低主频为主。（4）通过声发射信号初动研究可以得出页岩水力压裂导致的内部微观破裂主要是拉伸破坏和剪切破坏,而岩石边缘、裂缝转向、分叉、天然裂缝等部分出现剪切破坏。而通过上升时间/幅值（RA）和平均频率（AF）的值聚集性可以大致判断产生了明显的裂缝,水力压裂过程中地应力差越小、受力情况越复杂、越不均匀,产生的剪切破坏越多。（5）运用扩展有限元方法模拟页岩水力压裂过程,水力裂缝方向为垂直于最小主应力方向,易在弱结构层扩展,距离井筒较远处有部分裂缝穿过弱结构层沿着原方向扩展。水力裂缝中心处有较大的位移,裂缝“中部”破坏形式为剪切破坏,裂缝“尖端”破坏形式为张拉破坏,页岩不均匀性导致页岩水力压裂下受力复杂而导致复合破坏。（6）运用隐式动态分析模拟微震释放过程,钻孔附近区域质点振动速度明显高于其他区域,随着时间的增加,震源处速度衰减较快。页岩起裂释放的信号频率和能量达到最大,声波散射及边界效应对微震动影响较大,波易沿着缺陷方向传播,穿过缺陷信号能量衰减较大。天然裂缝等缺陷附近的微震波形具有高能量、高主频、能量衰减快和频率偏移的特征。