页岩气革命使美国摆脱了对他国的能源依赖，中国的页岩气开发也取得了突破性进展。储层渗透率作为衡量气体在多孔介质中流动能力的重要参数，其演化规律对于页岩产气过程至关重要。由于页岩的非均质性，气体在不同组分中流动的时间不同，渗透率具有多时度特征;流动通道的尺度不一样，渗透率具有多尺度特征。渗透率多时度、多尺度特征导致流出的气体量也具有多时度、多尺度特征。针对以上特点，本文建立了小尺度、离散模型研究了纳米孔隙变形与流体流动耦合作用下渗透率演化规律，并将模型延伸到大尺度、连续介质模型研究页岩产气规律，同时对由渗透率多时度、多尺度特征导致的多尺度、多时度流动进行宏观表征，并与实验数据和现场生产数据进行比较分析。　　建立了小尺度模型研究纳米孔隙变形与流体流动之间的耦合作用，并通过离散模型对耦合作用下孔隙-基质单元渗透率演化规律进行了研究，分析了基本力学参数、流体流动参数对于渗透率演化的影响:(1)孔隙与基质的相互作用对于单元体渗透率演化起着重要作用，如果基质的体积趋于无穷大或扩散系数很小，基质的局部行为在渗透率演化过程中起着决定性的作用;(2)对于室内实验，孔隙系统由于较好的连通性瞬时达到平衡，且在实验过程中有效应力不变，基质系统需要长时间才能达到平衡，基质系统内的有效应力决定着渗透率的演化;　　将小尺度、离散模型延伸到大尺度、连续介质模型，同时考虑储层的非均质性，页岩基质中存在两种组分—有机质和无机质，引入反应不同组分非均质变形的应变分配系数，建立数学模型实现产气过程中基质变形和流体流动之间的耦合作用，并分析这种耦合作用下储层渗透率演化规律:(1)基质渗透率的演化主要受无机质系统和有机质系统的相互作用影响，影响程度由两组分之间的物质传输能力和变形能力的差异决定;(2)对于产气过程，无机质系统渗透率演化经历了4个阶段:下降阶段（前100天），上升阶段（100天至30年），恢复阶段（30年至300年）和稳定阶段。有机质系统同样也可以观察到4个阶段，但变化趋势与无机质系统相反。针对某一个特例，这四阶段是否全部出现和持续时间取决于两套基质系统性能的差异。前三年产气时间内，有机质系统与无机质系统渗透率差值变大，储层产气率急剧下降;　　对页岩气多时度、多尺度流动进行了宏观表征，开发了多元高斯拟合求解器并用来进行页岩产气的历史拟合和产量动态预测:(1)在页岩储层产气早期气源主要来自大孔和水力裂隙中的自由气，流速较高但持续时间较短，不足以支撑页岩气的长期开采。页岩气储层产气后期气源主要来自于干酪根中的吸附气/溶解气，流速较低，是实现页岩气可持续开采的关键因素;(2)多元高斯拟合求解器能够很好的对页岩产储层产气进行历史拟合（大部分算例拟合度达到0.95），对于产气过程的动态预测也能得到很好的效果。