我国的页岩气储量十分丰富,位于世界前列,有巨大的开发利用前景。但由于大多数页岩气井存在储层渗透率低,前期开发投入大、现有压裂技术存在不足等问题,页岩气的开发利用未能大规模展开。开发新的页岩气增产技术,有极大的发展前景,也是缓解我国能源供需矛盾、保障能源系统长期可持续运行的必然需求。微波增产技术以其特有的加热特性、能源转换效率高和环保性,被认为是一种极具发展前景的页岩气开发新方法。为了探索微波对页岩的致裂效果,采用微波辐射试验装置,开展了不同微波参量条件下页岩微波致裂实验;采用超声波法测定了微波辐射前、后页岩样的P波速度,研究了微波辐射下页岩微结构的损伤特性与破裂特征,初步探索了页岩微波致裂机制。结果表明,微波辐射下页岩的温度快速升高且呈非均匀性分布,微波功率越大,非均匀性越强;微波辐射下页岩微结构损伤程度与微波功率、辐射次数、能量施加顺序以及页岩含水饱和度等因素相关;相同微波能量作用下,完全饱水页岩的微结构数量增幅比干燥页岩要大;页岩微结构演化与宏观裂隙发育存在微波能量阈值现象,相同微波能量作用下,随着辐射次数的增加,页岩微结构数量呈现“大幅增加→轻微增加→小幅增加”的趋势;相同辐射时间条件下,页岩微结构数量随着微波功率的递增总体上呈“轻微增加→大幅增加→小幅增加”的趋势,而其随着微波功率的递减呈线性函数增加;当微波总能量小于120kJ时,从小到大的能量施加顺序更有利于页岩微结构发育;当微波总能量达到180kJ时,页岩微结构发育对能量施加顺序不敏感;微波辐射使得页岩内刚性颗粒产生微裂缝、颗粒界面出现裂缝、含水矿物晶片断裂,呈现显著致裂效应,从而有利于提高页岩气储层渗透性。最后结合试验结果,提出一种将微波致裂技术用于页岩气储层开发增产提渗的工艺设想。该论文有图23幅,表3个,参考文献94篇。