页岩气是指赋存于以页岩为主的岩系储层中的非常规天然气,相比常规能源具有可采储量较大和生产周期长的优势,是近年来能源开发的热点。由于页岩储集层孔隙度和渗透率较低,所以工业开采一般通过水压致裂技术,利用水平井分段多级压裂等方法使页岩内部人工裂缝与原生裂缝相互贯通形成体积裂缝网络,从而提高产能。由于目前对水力压裂在深层岩石中生成裂缝的机制尚不明确,其研究多局限于定性评价,难以从地表探知岩层中压裂造成的裂缝带的形态和分布,导致难以选择合适的油气开采点以达到开采效率最大化。如何定量评价裂缝性储层也是当今面临的一个难题。本文考虑从岩石中的裂缝会使得岩石视电阻率呈现各方向的差异性的角度来研究。针对岩石压裂产生的裂隙会如何影响岩石的视电阻率,本研究设计了页岩室内压裂试验,使用地电阻率法演化而来的四极法测量试样不同阶段的电阻率,得到了压裂前后电阻率的变化关系以及裂缝内流体对岩样电阻率的影响。由于力学实验用标准岩样不能满足电极间距远大于岩样直径的四极法电阻率测试条件,同时压裂破坏了岩样的完整性,使得实验室内通过实验研究电阻率与裂缝形态的关系变得非常困难。本文利用有限元数值模拟方法分析了可能造成测量误差的两种原因及改进方法。为了研究岩石中的裂缝形态会如何改变岩石视电阻率使其具有各向异性,本文以有限元建模的方法建立了带裂缝岩块模型,计算了模型在裂缝不同角度及形态工况下的视电阻率。通过比较分析计算结果,得到了岩石电阻率会随裂缝角度以及裂缝连通性的改变而改变的结论,并计算模型的各向异性系数。工业开采页岩气的水力压裂所使用的低电阻率压裂液也会改变岩层的视电阻率,这为通过电阻率测量推断地下裂缝形态提供了可能性。为了验证可将岩石电阻率各向异性应用到地表勘探上,本研究建立了大深度地质模型并模拟了电磁法在地表测量电场和磁场强度的过程,进而计算各种地质模型下地表的视电阻率分布,并通过比较横向测量电阻率和纵向测量电阻率的结果,分析了地表视电阻率分布与地下裂缝方向性的关系。本学位论文及相关研究得到了中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB10030500)资助。