页岩气的开采是气体在不同压力条件下的动态过程。当气藏压力降低到临界解吸压力之后,吸附气发生解吸,之后与游离气共同在页岩基质和微孔中扩散,在裂缝网络中发生渗流,最后流至井筒。页岩气在原始地层中的全部动态过程都对气体组分和同位素组成产生了重要的影响。因此,对页岩气解析过程中组分及同位素分馏的研究对于页岩气富集层段的判别、资源潜力和可采储量的评估、页岩气开采程度的预测以及压裂效果的监测具有十分重要的作用。本次研究首先通过TOC、岩石热解、X射线衍射、孔隙度和渗透率、低温氮气吸附实验分析了胜页1井五峰-龙马溪组的泥页岩有机地化特征、矿物组成特征以及储层物性特征。此外岩心解析和甲烷等温吸附实验表明五峰-龙马溪组页岩含气性较好,通过USBM法对页岩的原始含气量进行了恢复,计算结果显示取心过程中的损失气量超过40%,这使得含气量的恢复结果误差较大。甲烷在吸附过程中碳同位素的分馏表明结果表明吸附会造成同位素分馏现象,且页岩的TOC含量越高(吸附气量越大)同位素分馏幅度越大。因此利用解吸-扩散分馏机理对胜页1井页岩岩心解析过程中组分和甲烷碳同位素分馏以及隆页1井生产初期井口采集气组分和同位素分馏现象进行了合理的解释。同时利用动力学模型对龙马溪组页岩解析过程中解析气量和甲烷碳同位素值进行了标定,标定结果与实验数据近乎相同,表明动力学模型对页岩气的解析过程和碳同位素分馏可以进行拟合,且精确度较高。标定的活化能结果显示:页岩气解析过程主要为物理过程,活化能远小于化学反应所需要的能量,同时由于活化能较甲烷吸附、解吸过程所需要的能量高,从能量角度证明页岩气的解析包含了解吸和扩散的共同作用;甲烷碳同位素分馏主要来自于轻重碳同位素之间活化能的差异。动力学模型对页岩岩心解析气量和碳同位素值的准确标定也表明同位素分馏作用在页岩气含气量恢复中存在巨大潜力。