本文采用自主研发的微波辐射与解吸实验系统,研究了在不同的微波辐射功率(在线组)、时间(离线组)条件下,页岩解吸变化情况,采用不同的解吸模型对解吸曲线进行拟合,分析了不同解吸模型的拟合效果。探索了岩样介电性能、岩样饱和度、微波辐射功率及时间对微波加热效果的影响。通过核磁共振的方法揭示了不同饱和度的页岩样在微波辐射下微结构的发育情况,从微观尺度解释微波辐射对页岩微结构的影响。(1)从在线组解吸量与时间的关系曲线中发现,在页岩的自然解吸阶段,解吸初期解吸速度较高,解吸量快速增加,随后解吸速度快速减小,在几分钟后逐渐停止解吸。在打开微波加热装置之后,气体的解吸量快速增加,并且解吸初期的解吸速度比解吸后期大很多,随后页岩的解吸速度逐渐降低,解吸量的增幅逐渐减少。(2)用不同的解吸模型拟合在线组的结果,发现渗透模型对在线组微波辐射段页岩解吸曲线的拟合效果最好,经验公式次之,扩散模型最差。三个拟合模型对在线组页岩样品自然解吸曲线的拟合效果基本相近,相比较来看,扩散模型拟合效果略好于经验公式和渗透模型。对于离线组拟合可以发现,经验公式和渗透模型的拟合结果都较好,而扩散模型的拟合效果则较差。(3)通过研究微波加热页岩粉升温与介电常数的关系发现,介电常数越大,升温速率越快,最终温度也最高。同时,进一步证实了黄铁矿、菱铁矿的含量与介电常数的大小成正相关关系,不同的矿物组分及含量通过影响样品的介电常数的大小进一步影响样品吸收微波能量的能力,最终表现为样品的温升差异。(4)采用不同的微波功率对页岩样品进行加热发现,低微波功率段加热效果较差,不适合微波加热,说明在使用微波加热样品时存在微波功率的阈值效应,当功率低于阈值时,样品升温速率会很慢;当功率大于阈值时,样品的升温速率会大幅升高,快速加热样品。(5)根据页岩样的核磁共振结果,对比分析微波处理前后页岩样品的孔隙尺寸分布可以发现,微波处理后页岩中孔和大孔的数量明显增加,而微孔的数量略有减少。同时,还发现随着页岩样初始饱和度的增大,微波辐射后页岩样的核磁共振渗透率逐渐增大;当岩样的饱和度较小时,微波加热产生的孔裂隙较少,因此渗透率增幅较小;随着页岩样饱和度的逐渐增大,渗透率也大幅增加。本论文含有图26幅,表格16张,参考文献98篇。