在页岩气革命的大环境下，促进针对页岩油气储藏的大力开采，推进我国非常规油气开发，可以有效缓解我国能源安全风险。超临界二氧化碳喷射压裂作为一项新兴的储层改造技术，是目前针对页岩气等非常规油气开发的热点。层理面为胶结强度较低的地层薄弱面，往往会先于页岩基质体破坏，对压裂施工效果具有重要的影响。考虑到天然页岩岩石基质的离散性较高，不利于进行页岩压裂过程中的单因素分析，本文通过人造工艺制备了具有特定层理参数的水泥砂浆试样，利用超临界二氧化碳喷射压裂系统，开展了针对裂缝延伸特性的控制变量单因素试验研究，所开展的主要工作及研究成果如下：
　　(1)系统梳理了超临界二氧化碳压裂物性特点以及超临界二氧化碳喷射压裂模型，从物性和力学特征的角度分析了超临界二氧化碳喷射压裂机理。推导了层理处裂缝延伸受力情况，阐述了层理发育对压裂裂缝扩展的影响规律。优选了基于立方体覆盖法的分形维数表征公式，为后续裂缝三维数据的处理提供了有效的手段。
　　(2)自主设计了一套人造层状岩样浇筑方案，制备了一批具备不同层理数量(1，2，3层)，不同层理位置(与套管垂直距离25，50，75mm)以及不同层块强度(上软下硬，下硬上软)的Φ100mm×100mm人造岩样，通过超临界二氧化碳喷射压裂系统，开展了针对不同层理参数对裂缝拓展影响的喷射压裂实验。
　　(3)针对不同层理位置试样，通过观察试样表面裂缝形态，归纳了7种典型的主裂缝特征以及5种层理处裂缝拓展特性；通过计算和对比曲折度、分形维数等裂缝量化特征参数，研究发现裂缝贯穿层理继续扩展其延伸规律趋于复杂，此外对于发育于近射孔段的单一水平层理，其与套管的垂向距离越大，则裂缝延伸更为复杂。
　　(4)针对不同层块强度试样，通过应力应变仪对压裂过程进行监测，结果发现SC-CO2喷射压裂裂缝延伸是间歇性的，缝内憋压和起裂延伸过程交替进行；通过裂缝观察以及破裂时间、曲折度、分形维数等计算结果，硬质岩样相比软质岩样裂缝延伸规律较为简单，轴向传播路径更远，破裂时间更长；对于软硬互层岩样，SC-CO2喷射压裂裂缝一般在层理处开裂，难以突破下层段；SC-CO2射流压力越大，破裂时间越短，裂缝形貌越复杂。