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我国经济发展对天然气资源的需求越来越大,导致我国天然气对外依存度逐年上升,严重威胁我国能源安全。作为常规油气资源的重要接替资源之一,我国页岩气可采资源量达25万亿立方米,高效开发页岩气对于缓解我国能源供需矛盾、保障能源安全意义重大。目前,页岩气开发技术主要为水力压裂+水平井技术,然而该技术面临存在水资源消耗量大,页岩中的粘土矿物遇水易膨胀导致压裂改造效果差等问题。超临界CO2强化页岩气高效开发技术已表现出非常好的应用前景,其基本思路是将超临界CO2代替水作为钻井液和压裂液用于页岩气储层改造,保护储层,利用页岩对CH4和CO2吸附能力的差别驱替页岩气,提高页岩气采收率,同时实现CO2的地下封存。超临界CO2注入储层后,其与页岩相互作用对页岩微观结构以及CH4、CO2吸附特征的影响机理如何还不清楚,而这对于页岩气产能以及CO2封存潜力的预测十分重要。因此,本文针对这一问题,采用实验研究与理论研究相结合的方法,对CH4、CO2在不同类型页岩（四川盆地龙马溪组、五峰组海相页岩、鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩）中的吸附特性、以及超临界CO2-页岩相互作用后页岩微观结构及吸附特性的变化开展了研究,取得的主要成果如下:（1）页岩TOC含量测试,XRD衍射分析,FE-SEM扫描电镜分析,低温N2吸附法孔隙结构表征结果表明:相比于陆相页岩,海相页岩TOC含量较高,具有较丰富的纳米孔隙系统和较大的比表面积和孔体积,富含脆性矿物、粘土矿物含量相对较低,更有利于压裂改造。（2）不同温度条件下（35℃、45℃和55℃）CH4和CO2吸附实验表明:海相页岩的平均吸附量远高于陆相页岩。Langmuir模型、Ono-Kondo模型、D-R模型和D-A模型对实验数据的拟合分析比较结果表明:D-A模型对气态CH4和CO2吸附具有最高的拟合精度,Langmuir模型也能较好的描述页岩的吸附行为;而对于超临界态CO2吸附,Ono-Kondo模型拟合精度最高。页岩等量吸附热计算结果表明CH4和CO2在页岩中主要以物理吸附为主,不同页岩CO2的等量吸附热比CH4平均高出3.724.86 k J/mol。（3）结合langmuir参数探讨了影响页岩吸附量的主要因素。发现页岩TOC含量、比表面积、总孔体积、微孔体积和实验压力与页岩吸附量之间呈明显的正相关关系,温度与吸附量成负相关关系,粘土矿物含量与页岩吸附量相关性不明显,不同页岩样品对CO2吸附量为CH4的1.768.61倍。（4）超临界CO2（8、12、16MPa）作用前后页岩的低温N2吸附、KBr-FTIR红外光谱测试以及CH4、CO2吸附实验结果表明:随着超临界CO2作用压力的增加,页岩样品对CH4和CO2吸附能力均有明显下降,主要原因在于超临界CO2作用后,页岩中部分有机质和矿物被溶解,加之CO2吸附导致的膨胀效应,使得页岩孔隙结构发生了改变,页岩总比表面积、微孔比表面积和微孔体积降低,总孔容和平均孔径增大,孔隙结构分形维数略有降低,从而使得其吸附性能发生变化。