作为制约当今社会经济发展的关键因素,能源的开发和利用对于提升综合国力,实现社会高速发展意义重大。页岩气在中国的储量异常丰富,且清洁、高效的特点使得其能源利用条件要优于煤和石油等常规化石燃料,因而其大力开发对于缓解能源短缺与应对气候变化意义重大。页岩气开发的瓶颈问题即如何提高储层渗透率,传统的物理方法改造程度有限,使得利用化学氧化的方法来改造页岩近年来被关注。然而,相关研究尚处于起步阶段,缺乏对作用机理及可行性的系统讨论。对此,本研究基于我国目前的页岩气勘探开发形势,选择了碳酸盐矿物含量相对较高的宜昌地区水井沱组页岩作为研究对象,对页岩氧化溶蚀过程中的水岩反应机理及增渗潜力进行研究,以期为氧化溶蚀用于页岩增渗的工程应用提供参考。本论文的主要研究内容及研究成果如下:（1）页岩氧化溶蚀过程中的水岩相互作用研究基于页岩粉末与三种氧化剂（H2O2、Na Cl O和Na2S2O8）之间的水岩反应批实验,明确了不同氧化剂溶蚀页岩的主导化学反应及影响因素。研究结果显示,酸性和碱性环境分别以碳酸盐矿物和石英、铝硅酸盐矿物的溶解为主,同时氧化剂也可有效地溶解黄铁矿和有机质。无机矿物的溶蚀相比于有机质的氧化对页岩质量损失的贡献更大。强酸性的Na2S2O8因对碳酸盐矿物的剧烈溶蚀而具备最大的增渗潜力;碱性的Na Cl O对有机质的氧化能力强,但二次沉淀如Fe（OH）3存在堵塞孔隙的风险;而近中性的H2O2则因剧烈的热分解而减弱水岩反应程度。氧化剂浓度的增加可强化页岩—氧化液的水岩反应,而碳酸盐矿物不仅可缓冲p H而减缓其他矿物组分的溶解,同时其本身的溶解与随后的石膏沉淀也对有机质的氧化过程起到调控作用。（2）氧化溶蚀对页岩渗流通道的影响研究利用页岩岩片、岩屑与不同氧化剂（H2O2、Na Cl O和Na2S2O8）反应前后的孔隙与裂隙发育特征,明确了氧化溶蚀对于页岩渗流通道的影响。对于H2O2而言,大量O2的产生会导致顺层裂隙的发育,但其快速热分解使得H2O2对页岩孔隙结构的影响较小。碱性的Na Cl O具有较差的基质可进入性,但借助于对有机质的强氧化能力,Na Cl O可促进页岩中有机纳米微孔隙转化为中孔和宏孔。Na2S2O8则通过剧烈的矿物—氧化液反应来改造页岩基质,产生大量的溶蚀孔隙及诱导裂隙,石膏沉淀所伴生的中孔和宏孔,增大了页岩的孔隙体积,但同时也增加了孔隙结构的复杂程度。（3）页岩氧化改造的作用机理研究在识别Na2S2O8氧化溶蚀页岩过程中的关键组分后,基于组分添加的方法,结合批实验和水文地球化学反应模拟,量化了关键组分的反应动力学参数,明确了页岩—Na2S2O8反应过程中关键组分的氧化—酸化—催化相互作用。研究结果表明,黄铁矿可催化与竞争干酪根的氧化过程;碳酸盐矿物的存在导致石膏沉淀的产生,使得页岩质量增加,但碳酸盐矿物同时也利于延长Na2S2O8的生命周期;绿泥石的溶解是耗酸反应,但其溶解的Fe2+会促进干酪根的催化氧化。反应过程中各组分的化学反应速率表现为:溶解组分中方解石>黄铁矿>白云石>干酪根>绿泥石,沉淀组分中石膏>钠长石。（4）渗流条件下页岩的增渗过程研究基于岩心流动实验,研究明确了Na2S2O8提高页岩储层渗透率的可行性及作用机制。研究结果显示,由于黄铁矿和方解石的溶解及有机质的氧化,高碳酸盐矿物含量的页岩在Na2S2O8注入后渗透率能有6.8～12.4倍的增长;而剧烈的水岩反应降低了页岩中裂隙面的粗糙度从而利于裂隙的闭合,同时溶解所释放的铝硅酸盐矿物也导致页岩孔吼的堵塞,使得低碳酸盐矿物含量的页岩渗透率在Na2S2O8的注入过程中仅有轻微提高。页岩中的裂隙及氧化液的流速会影响水岩反应的剧烈程度,导致页岩基质及裂隙改造潜力的差异。基于研究结果,分析了Na2S2O8改造页岩的机理,讨论了氧化溶蚀用于储层增渗的可行性与潜力。