随着可开发的常规油气资源日益减少,近年来以页岩气为代表的非常规油气资源的开发在北美地区能源领域占据了重要地位,其目前已成为美国国内主要的天然气来源。在中国,非常规油气资源的储量虽然十分可观,但是其储层通常具有低孔低渗的特点,采用常规开采技术难以实现经济效益。水力压裂技术作为一种增产技术被广泛应用于页岩气开采,不仅能有效增加页岩气的年总产量而且带来了巨大的经济利益,然而与之相伴的环境问题层出不穷,因此,开发一种低环境成本的先进增产技术是非常规气藏可持续发展的必经之路。本文以页岩气的吸附解吸和渗流特性为理论基础,提出利用超声波促进页岩气解吸、提高渗流效率,从而达到增产目的。研究主要采用理论与实验相结合的研究方法,一方面基于自行设计组装的实验装置针对页岩岩样进行了超声波页岩衰减实验、超声波作用下的页岩气吸附解吸特性实验和页岩气渗流特性实验;另一方面基于页岩气拟稳态解吸渗流模型,建立了声场、温度场、渗流压力场、应力场作用下的渗流模型,得到的研究成果如下:（1）实验探究了超声波在页岩中的衰减特性,研究结果表明超声波在页岩中的有效传播距离在1.2m以上。（2）采用自行设计组装的超声波吸附解吸实验装置,分别进行了考虑声场作用和不考虑声场作用下的页岩气吸附解吸特性实验研究。实验结果表明:超声波作用下气体的吸附量减少,对实验数据进行拟合发现,Langmuir吸附常数a随超声功率的增加而逐渐减小;超声波作用下气体的解吸量增加并且解吸速率加快,当功率为50W时气体解吸量增加24%,当功率为110W时气体解吸量增加31%;超声波作用下页岩气的吸附解吸特性仍可以使用Langmuir等温吸附方程进行描述。（3）采用自行设计组装的超声波渗流实验装置,分别进行了考虑声场作用和不考虑声场作用下的页岩气渗流特性实验研究。实验结果表明:超声波作用下页岩渗透率增大,不同超声功率条件下其渗透率增幅在10%～40%之间;分析得到有无超声波作用条件下有效应力与渗透率呈幂函数关系;对实验数据进行拟合,得到超声波声强与渗透率比呈线性关系,并进一步推导出超声波作用下页岩渗透率计算模型。（4）以页岩气拟稳态解吸渗流模型为基础,建立了反映超声场、温度场、渗流压力场和应力场的多场耦合渗流模型。使用有限差分法对模型进行离散化处理,以页岩气藏开采为初始条件和边界条件,使用MATLAB软件对模型进行了求解。实例计算分析了超声波对页岩气渗流参数的影响,并进一步分析了超声波的机械振动作用和热效应对促进页岩气渗流的作用机理。