储量丰富的页岩气资源逐渐成为油气勘探开发的热点。与常规油气藏不同,页岩气藏存在大量吸附气,其生产开发需依靠水力压裂等导流措施,致使储层存在滞留水,且特定页岩储层天然含水。因此开展含水页岩吸附特性研究对页岩气藏储量评估、生产开发等具有重要指导意义。本文针对五峰组和龙马溪页岩岩样,开展25℃、相对湿度10%～100%环境下的平衡吸湿实验,探究10种吸湿模型适用性及吸湿主控因素,结果表明:平衡含水率随相对湿度的增加呈现“三阶段”、“S”型上升趋势;Peleg模型对等温吸湿曲线具有最佳表征效果;含水率随平衡时间的增加呈现“先快后慢”、“阶梯”型上升趋势;极限平衡含水率主要受比表面积、平均孔径、碳酸盐与黄铁矿影响,且分别满足显著的正相关、负相关及正相关关系。基于自主优化设计的页岩饱和水装置、吸附装置及吸附量计算方法,进行30℃～50℃、0MPa～20MPa环境下的甲烷吸附实验,分析等温吸附曲线,探究Langmuir模型表征精度,结果表明:水分对页岩吸附具有抑制作用,随着含水饱和度的增加,吸附量呈现“单滑梯型”(粉末状态)或“双滑梯”(颗粒状态)下降趋势,且“双滑梯型”曲线存在临界含水饱和度,其与有机质碳含量、有机质成熟度和孔隙结构分别呈现显著的负相关、负相关和正相关关系;另外,高压对应的吸附量曲线高于低压情况;Langmuir模型不适用于高含水率情况下的吸附表征。通过试错法、遗传算法、核密度估计法改进BP神经网络模型,构建含水页岩吸附量预测模型(拓扑结构为“6-10-1”),其预测精度高于逐步回归模型、传统BPNN模型,适用于含水页岩吸附能力预测。利用R型聚类分析、正交试验可知,页岩吸附主要受有机碳含量、粘土矿物含量、BET比表面积以及含水率、温度、压力影响,且分别表现为正相关、正相关、正相关、负相关、负相关和正相关关系,显著性排序为:含水率>BET比表面积>压力>温度>粘土矿物含量>有机碳含量。最后,编制了含水页岩吸附量智能预测软件,为页岩气藏储量预测、评估提供了软件支持。