页岩储层作为非常规储集层,页岩气的运移能力和开采效率受到储层变形、多重流动机制以及它们耦合作用的影响。实验研究表明页岩储层的弹性常数、渗透率和表面吸附扩散系数等力学性质具有明显的各向异性,相应的储层变形和气体流动也呈现各向异性的特点。然而,目前基于视渗透率模型对页岩气运移的研究大多忽略或仅部分考虑储层变形和流动机制的各向异性,无法准确地表征页岩气在储层中的运移能力和评估页岩气藏产能。本文运用理论建模和数值模拟方法,全面考虑页岩储层变形各向异性和页岩气多重流动机制各向异性,对页岩气的运移过程和产能展开了系统的研究,定量分析各向异性特性的影响,以期为页岩气的高效开采提供理论参考。课题主要的研究内容和成果包括:（1）基于Biot线弹性孔隙介质的物理模型,考虑储层各向异性力学性质对固体变形、粘性流、动态效应和表面吸附扩散的影响,建立了流-固耦合的页岩气运移控制方程。包括孔隙率模型、视渗透率模型、储层变形平衡方程和气体流动控制方程。其中,在储层变形中考虑了弹性常数和吸附应变的各向异性,在多重流动机制中考虑了孔隙取向分布、初始固有渗透率、Knudsen数、初始表面吸附扩散系数的各向异性。（2）基于建立的各向异性页岩气运移模型,对应力约束边界条件下,页岩气在两种各向异性储层和两种各向同性储层中的运移过程进行了数值模拟。通过比较孔隙率、固有渗透率、视渗透率、压力梯度和流通量在不同储层中随孔隙压力和运移时间的变化,分析了储层各向异性的综合影响。研究结果表明:储层各向异性不改变储层变形和气体运移的机理,但对页岩气运移能力和产能的定量评估有重要的影响。不仅页岩气在各向异性储层中的运移与在各向同性储层中存在显著的差异,而且在不同各向异性特性的储层中,页岩气运移也明显不同。（3）针对选定的各向异性页岩储层,对影响储层变形和流动各向异性的力学性质进行了系统的参数分析,揭示了各力学性质参数对储层孔隙率或页岩气产能的影响。研究结果表明:弹性模量、泊松比和吸附应变的各向异性对运移过程中储层孔隙率有较大的影响,而剪切模量各向异性的影响几乎可以忽略。此外,当弹性模量、泊松比和吸附应变系数的各向异性程度不变时,孔隙率随上述弹性常数和吸附应变系数的整体增大而增大。固有渗透率和表面吸附扩散各向异性取决于初始固有渗透率和初始表面吸附扩散系数以及相应的取向分布函数,可明显改变页岩气运移的开始时间和储层中页岩气流通量大小。当初始固有渗透率和表面吸附扩散系数的各向异性程度不变时,流通量随着固有渗透率和表面吸附扩散系数的整体增大而增大。当固有渗透率较小时,动态效应各向异性时的流通量和页岩气运移开始时间与动态效应各向同性时具有明显的差异,且该差异随着固有渗透率的增大或动态效应的减弱而减小。当固有渗透率较大时,动态效应各向异性的影响可以忽略。