页岩气是一种在储层机理和产出机制完全不同于常规天然气的非常规气藏。页岩气储层评价中存在许多关键的科学问题,其中之一是对页岩气储层吸附性和含气性的准确评价。目前,常规的页岩含气量室内测试主要借鉴“煤的高压等温吸附试验方法——容量法”(GB/T19560-2004)或者“重量吸附法”,这两种方法在对页岩运用时都存在一定的局限性,需要探索一种可定量分析页岩吸附甲烷量的新方法。本文将低场核磁共振弛豫时间分析理论引入到页岩气储层研究中,通过系列对比试验,分析研究了不同赋存状态甲烷的核磁共振响应特征及受控机理,并最终提出了一种基于低场核磁的可即时、定量分析页岩吸附量的新方法。本文选取四个典型海相页岩的特征为:TOC含量较低,Ro基本大于2.0%,缺乏镜质组,腐泥组含量较高,干酪根类型I型为主。样品的脆性矿物含量较高,以石英为主。粘土矿物含量中等,粘土类型以伊利石为主。样品微孔发育,比表面主要由孔径小于10nm的孔隙贡献,孔隙结构以平行壁的狭缝状孔为主。上述岩石学、地化与物性分析结果为进一步分析不同赋存状态甲烷在页岩中的核磁共振响应特征研究奠定了基础。通过自主研发的页岩等温吸附装置,结合低场核磁共振测试系统,对4组页岩样进行甲烷的吸附测试,研究了粉状页岩吸附甲烷的核磁共振特征。结果表明:粉状页岩的甲烷T₂谱为四峰结构,其中P1峰代表吸附在页岩有机质纳米孔中的甲烷气组分,弛豫时间小于1ms,主要受表面弛豫控制;P2峰代表了页岩不同孔隙中的游离态甲烷气,弛豫时间变化范围为1-50ms,受表面弛豫和扩散弛豫的控制;P3峰则代表页岩样品颗粒间游离态的甲烷气,弛豫时间介于P2和P4峰之间;P4峰为样品腔环形空间的游离态甲烷气,弛豫时间在300ms-2000ms之间,受体弛豫的控制。基于对页岩中不同赋存状态甲烷的NMR弛豫特征和受控弛豫机制的认识,提出了核磁标定法对页岩吸附量进行定量表征的方法,并与重量法的计算结果进行了对比分析。总体上,核磁标定法和重量法的吸附量偏差小于0.09cm³/g,吸附量相对误差基本在3%左右。兰氏体积偏差在0.16cm³/g以内,相对误差基本在3.37%以内。两种方法得到的等温吸附曲线几乎重合,具有很好的相似性。因此,用核磁标定法进行页岩的等温吸附测试具有可行性和有效性,可作为测定页岩吸附性能的一种新的思路和方法。