中国陆相页岩气资源丰富,勘探潜力大,到目前为止尚未实现大规模的商业开发,重要的原因是对陆相页岩的含气性控制因素及其赋存机理认识不清楚。针对上述科学问题,采用地球化学分析、岩石学分析、扫描电镜、气体吸附和甲烷等温吸附实验手段对陆相页岩的储层特征和含气性特征开展研究,明确了陆相页岩的孔隙结构、润湿性、连通性等储层特征和页岩含气性的主控因素;联合水平衡实验和低温氮气吸附分析了含水饱和度对有效孔隙结构及储层含气性的影响;采用超临界的吸附模型对吸附相密度进行了预测,并提出了基于孔径和相对湿度的超临界吸附模型;最后,阐明了吸附气和游离气的赋存比例及转化规律,明确了川东北地区陆相页岩含气性与成藏要素之间的有利匹配关系。研究有助于推动对陆相页岩气赋存机理的认识,指导陆相页岩气的勘探和开发。川东北地区平均有机质丰度为1.1%,具备良好的物质基础,有机质类型为II2和III型,生气能力较强,镜质体反射率Ro介于1.2%～2.0%之间,属于成熟—高成熟阶段,生湿气为主,有利于页岩气的生成。矿物以石英和黏土为主,平均分别为44.6%和41.2%,脆性不高。有机质孔和有机质-黏土复合孔对陆相页岩储层储集能力贡献大,而惰性显微组分有机质贡献小。陆相页岩微孔、中孔贡献了绝大部分比表面积,中孔和宏孔提供了大部分的孔体积。页岩整体上呈偏亲水—混合润湿的特征,富有机质页岩孔隙连通性最好,黏土页岩孔隙容易被堵塞。川东北地区优势岩相为富有机质硅质页岩和富有机质混合质页岩。页岩不同组分物质的吸附能力由大到小为:干酪根＞黏土＞石英、长石。有机质丰度、含水饱和度和孔隙结构对页岩含气性的控制作用最显著。富有机质页岩吸附能力最强,平均最大吸附气量为2.12 cm~3/g。干燥条件下最大吸附气量是含水条件下（相对湿度98%）的1.83～3.87倍。含水饱和度通过影响页岩的有效比表面积和有效孔体积削弱储层的储集能力,从而降低储层的吸附气量和游离气量。在湿度为98%时,页岩的有效孔体积和有效比表面积可降至干燥条件的1/2和1/3,其中水对孔径为2.5～20nm的有效比表面积影响显著,对孔径为2.5～80nm的有效孔体积影响显著。从吸附的角度明确了压力与体相密度和体相体积具有正相关性,从热力学的角度明确了温度对体相的体积控制作用较大,而对体相密度影响较小。同时,提出了基于孔径和相对湿度的超临界吸附新模型,阐明了陆相页岩气的赋存为微孔充填和单层吸附并存的机理。计算结果证实了川东北地区陆相页岩在微孔中以1～3层吸附为主,在中孔和宏孔吸附层数为小于1层的单层吸附为主,甲烷在全孔径中的视吸附层数约为1～2层。提出了基于密度和体积的含气量计算公式,克服了部分体积重复计算的问题。川东北实测页岩样品的吸附气比例分别为72.1%、98.9%和51.6%,页岩吸附能力、孔隙度、含水饱和度、温度、压力均对吸附气的比例有影响。吸附气和游离气的赋存转化主要受温度和压力影响,据此提出了页岩气的非饱和吸附模式和饱和吸附两种动态赋存模式。地层埋藏阶段,以游离气向吸附气转化为主,地层抬升阶段,以吸附气向游离气转化为主。综合埋藏史、储集空间演化和含水特征的演化,明确了川东北地区陆相页岩含气性与成藏要素之间具备良好的匹配关系。