中国页岩气资源丰富,但页岩基块致密且存在吸附气。页岩气的多尺度复杂流动机理,导致了页岩气井一般无自然产能或低产。目前页岩气藏储层改造的主体技术是水平井分段压裂技术,普遍存在着压裂液返排率低、改造有效期短,产量下降快的现象。页岩中有机质和黄铁矿易被氧化溶蚀,因此,开展富有机质页岩氧化实验,分析氧化对页岩传输能力的改造作用,对于有效开发页岩气藏具有重要意义。本文选取龙马溪组页岩作为实验岩样,设计并开展了富有机质页岩与氧化液作用实验,分析了氧化前后富有机质页岩组分和物性变化,初步揭示了富有机质页岩氧化增渗机理。提出了富有机质页岩氧化改造思路与氧化液概念。通过在压裂液中添加氧化剂,氧化溶蚀页岩中有机质、黄铁矿等还原环境产物,促使吸附气解吸,在水力压裂缝附近产生溶蚀孔缝,是页岩改造的新思路。页岩氧化液是由氧化剂、蒸馏水、表面活性剂和催化剂组成的溶液。设计了页岩与氧化液作用实验。利用页岩的氧化和酸化溶蚀率测试实验选择合理的氧化液溶度和反应时间。通过氧化前后TOC测试确定有机质的氧化溶蚀率,并选择合理的页岩样品粒度。开展氧化前后溶液离子组分和XRD测试以明确无机矿物的溶蚀率。使用SEM、压汞、氮气吸附、渗透率测试、应力敏感性测试和页岩氧化后温度压力计算等多种手段,分析氧化液对页岩孔隙结构和渗透率等物性参数的影响。明确了氧化作用对富有机质页岩组分的影响。推荐使用15%浓度氧化液与小于1mm粒度的岩样开展龙马溪组页岩氧化实验;页岩的氧化溶蚀率(1.5%～3.5%)小于页岩的酸化溶蚀率(0.6%～0.8%);氧化反应溶蚀了页岩内100%的菱铁矿、100%的黄铁矿和86%的白云石;页岩有机碳硫的氧化溶蚀率分别可以达到91.7%和99.8%。实验证实了氧化作用显著提高富有机质页岩渗透性。页岩的氧化形成了大量溶蚀孔缝;页岩氧化反应后总孔体积增大为原样的1.6倍,平均孔径增大为原样的3.1倍,比表面积减小为原样的53.2%。页岩氧化后产生新裂缝,渗透率增大7～60倍,应力敏感性无明显变化。页岩氧化可以增加页岩内的温度和压力,从而影响页岩气的传输。明确了富有机质页岩氧化增渗机理。氧化液与页岩反应,可形成高温、高压环境,反应产物中的有机酸又能进一步溶蚀碳酸盐矿物;氧化反应形成溶蚀孔缝沟通水力裂缝与基块孔喉,反应产生的热量和气体可以形成高温环境,促进页岩气的解吸、扩散和达西流动,氧化溶蚀、氧化增压和氧化增热三种机理协同作用,增加了富有机质页岩气层多尺度传输能力。