我国大部分煤岩气藏具有低压、低含气饱和度、低渗、高吸附性等“三低一高”的特点。目前国外指导煤层气成功开发的经典理论与技术实践,无法移植并应用于我国致密型煤岩气藏的开发工程实践。油气层高温热处理,兼具完井、增产改造和提高油气采收率的复合功能,在致密煤岩气藏开发中拥有较大的技术潜力。然而,煤岩高温热处理的相关认识多来自于煤化学和煤化工,对于特定温度范围井下煤岩高温热处理,所发生的煤岩吸附-解吸、扩散和渗流行为尚未明确。因此,探索并揭示高温热处理对煤层气多尺度传质能力的效果及机理就具有重要意义。论文以贵州遵义区块龙潭组枫2#井煤为研究对象,开展了在氦气环境下50℃、100℃、200℃、400℃、600℃、800℃高温热处理后的等温吸附实验和岩心流动实验,采用扫描电镜、声波时差、工业分析与氮气吸附的分析手段,对比评价了煤岩高温热处理后的煤岩组分、孔隙结构、吸附量、渗透率及力学参数的变化,揭示了高温热处理影响煤岩传质能力的作用机理,论证了高温热处理改善煤层气产出能力的有效性及作用方式。实验证实了高温热处理有助于降低煤岩气体吸附能力并提高扩散速率。开展了不同实验温度热处理后的煤岩等温吸附实验,并基于压力衰减法分析煤岩的扩散速率,结合不同温度热处理后工业分析、氮气吸附的实验结果,分析了热处理温度对煤岩吸附能力与扩散速率的影响。研究表明,400℃处理后,煤岩吸附能力与扩散速率无明显变化;600℃热处理后,煤岩孔径与比表面增加,吸附能力增强,扩散速率增大;800℃热处理后,基块表面有机质热解,弱化煤岩吸附能力,吸附气表面扩散速率降低,构型扩散速率增加。高温热处理能够诱发煤岩破裂并大幅强化渗透性。开展岩心流动实验、声波时差测量实验,描述煤岩热破裂宏观与微观形态特征,系统解释热处理温度对改善煤岩渗流性能作用机理。实验结果表明,100℃处理后,孔隙水蒸发,煤岩渗透率恢复;200℃处理后,吸附水和层间水脱出;400℃处理后,裂缝萌生,煤岩渗透率增加;600℃处理后,萌生裂缝扩展,煤岩渗透率急剧增加;800℃处理后,裂缝网络形成。评价了高温热处理后的煤岩孔隙结构和岩石力学参数变化。利用氮气吸附、扫描电镜等分析手段,揭示了孔隙结构的变化。基于岩石弹塑性力学模型,进行了不同温度热处理后煤岩的声波测量。实验结果表明,随着热处理温度的升高,煤岩的弹性模量和剪切模量降低,泊松比升高。本文研究成果为高温热处理开采致密型煤层气提供了重要的理论基础。明确了高温热处理可以显著改善煤层气解吸—扩散—渗流多尺度传质配置关系。基于此探讨了储层高温热处理在煤层气经济开发、完井优化、强化增产改造效果方面的重要意义。