我国页岩气不同于国外页岩气的地质特点,页岩气勘探开发难度大、技术要求高。当前页岩气的开采主要采用水平井、水力压裂技术,鉴于超临界CO₂流体的优良特性,国内外提出了超临界CO₂强化页岩气开采方法,其研究还处于起步阶段,还需要开展大量的基础研究。论文利用超临界CO₂处理系统、压汞仪、元素分析仪、扫描电镜、磁悬浮天平高压气体等温吸附/解吸仪、页岩气解吸实验系统,实验与理论研究了不同作用时间、不同作用温度、不同作用压力的超临界CO₂处理前后页岩微观结构特征,页岩对甲烷的吸附/解吸特性,探讨了SC-CO₂改变页岩微观结构的机理,页岩吸附、解吸甲烷模型,其研究取得的主要成果有:（1）扫描电镜实验结果表明,SC-CO₂处理后,页岩中的粘土矿物脱出了结合水,颗粒变小,萃取了页岩中的有机质,原生孔隙、裂隙受到溶蚀,使页岩产生了新的孔隙结构,连通性增加,有利于页岩气渗流。（2）压汞仪实验结果表明,不同处理时间、压力的SC-CO₂作用页岩后,页岩的比表面积、孔隙度增大,两者呈线性关系,随处理时间、压力的增加比表面积、孔隙度稍有增大的趋越,且压力对页岩微观结构的改造要明显一些。在低压条件下,不同温度的SC-CO₂作用后,对页岩微观结构影响不明显。（3）SC-CO₂改变页岩微观结构的机理为:随处理时间、压力的增大,SC-CO₂流体的密度增大,溶解度增大,溶解时间增长,萃取了页岩孔隙、裂隙中更多的有机质,增大、增宽了页岩气渗流通道。（4）SC-CO₂处理前后页岩对甲烷的等温吸附、解吸特性相同,Langmuir方程能很好的反映页岩吸附甲烷特性,渗透模型能较好地描述页岩中甲烷气体的解吸特性。SC-CO₂处理后页岩对甲烷的吸附量增大,其机理在于SC-CO₂处理后页岩孔隙度、比表面积增大,因此吸附量增加。