页岩气是一种自生自储在超低渗致密页岩的新型能源。页岩气藏中天然裂缝、人工诱导缝、人工主裂缝是其主要渗流通道,具有吸附气解吸、扩散、滑脱、应力敏感、达西和高速非达西等多种渗流机理,生产动态和产能预测都极为复杂,因此研究页岩气藏缝网系统的流固耦合渗流机理具有重要的意义。本文从多孔介质的微观变形机理出发,结合作用力分析与实验测试,提出了净应力和净流压共同作用引起颗粒体积变形、颗粒形状变形和颗粒间变形的应力应变机理。建立了颗粒体积有效应力、颗粒形状有效应力和颗粒间有效应力方程,三者综合作用与Skempton有效应力一致。推导了总体积、基质固体体积、孔隙体积、孔隙度、渗透率的有效应力方程,引入不均匀系数和应力集中系数,建立了广义有效应力方程,得到了适用于基质-裂缝介质的有效应力方程和近似表达式。用三种多孔介质的应变实验论证了微观变形机理和有效应力理论,并且用新理论解释了过去理论无法解释的经典实验结果。研究表明,多孔介质的总体积、基质颗粒体积、孔隙体积、孔隙度、渗透率等参数的有效应力均不相同,不同边界条件和应力路径下的有效应力也不相同,不能用定流压增围压来等效模拟定围压降流压过程;只有裂缝主导渗流率的基质-裂缝系统才能用裂缝压缩系数来近似计算其渗透率有效应力系数。基于多孔微观变形机理,推导了孔隙度压缩系数、孔隙压缩系数、孔隙幂指数、渗透率应力敏感系数的精确计算模型和实用近似表达式。实验测试了原位闭合缝、自支撑缝、压裂剂支撑缝的不同尺度渗透率应力敏感规律。基于上述理论与实验研究,建立了适用于页岩气藏的渗透率应力敏感方程。研究表明,页岩气储层的渗透率由裂缝主导,利用孔渗幂指数理论计算渗透率应力敏感系数时,采用裂缝孔隙度、裂缝压缩系数而非总孔隙度、总孔隙压缩系数来计算更为方便。基于新提出的渗透率应力敏感方程,结合Klinbenberg气体滑脱方程、Langmuir等温吸附模型,推导了页岩气藏流固耦合渗流方程。基于此方程和三重介质三线性流模型,推导了页岩缝网压裂水平井的产能模型,并进行了影响因素分析。研究表明:区别于前人模型,本文的产能模型不存在最优井长和最佳裂缝间距,这与储层压裂得越碎、水平井段越长,页岩气藏产能越高的现场认识一致;缝间间距或裂缝密度、裂缝宽度、原始地层压力是影响页岩产能的主控因素;由于应力敏感效应与滑脱效应、解吸、扩散效应作用效果相反,因此页岩产能随着井底流压下降可能单调上升,也可能出现拐点。