针对煤岩气产出过程中游离气和吸附气转化过程不清等问题,以鄂尔多斯盆地纳林河、米脂北和绥德地区18口钻井岩心的石炭系本溪组8^#煤岩为研究对象,开展煤岩气解析过程中甲烷碳同位素变化特征分析,揭示煤岩气释放过程中游离气/吸附气值的动态变化,并结合煤岩显微组分、成熟度、孔隙度和含气量特征,初步探讨煤岩气中游离气/吸附气值差异成因。结果表明:本溪组8^#煤岩解析气δ¹³C₁值随解析时间增加呈逐渐增高趋势,由解析初期-44.3‰~-30.2‰增高至解析末期-25.6‰~-10.7‰,增高程度达12.6‰~22.5‰。根据煤岩解析气δ¹³C₁值在不同解析时间范围内的变化特征差异,将煤岩气δ¹³C₁解析曲线划分为4种类型:(1)Ⅰ型:δ¹³C₁值先保持相对稳定再持续缓慢增高;(2)Ⅱ型:δ¹³C₁值先保持相对稳定,再快速增高至一定程度后继续轻微增高;(3)Ⅲ型:δ¹³C₁持续增高;(4)Ⅳ型:δ¹³C₁快速增高到一定程度后再轻微增高。进一步结合CH₄运移过程中碳同位素分馏机理,揭示了煤岩气解析过程包含3个阶段。第一阶段:CH₄呈游离态在压差驱动下以达西渗流为主,该阶段δ¹³C₁值保持相对稳定;第二阶段:解析初期CH₄同时包括游离态和吸附态,而随着解析过程进行,岩心内压力下降引起吸附/解吸作用增强,吸附态CH₄占比持续增加,该阶段δ¹³C₁值持续增大;第三阶段:岩心内残留少量吸附态CH₄发生缓慢解吸,并可能伴有浓度差驱动的扩散作用,该阶段δ¹³C₁值轻微增大。其中,δ¹³C₁解析曲线呈Ⅰ型和Ⅱ型的煤岩气因具有解析第一阶段,故具有相对较高的游离气/吸附气值。鄂尔多斯盆地本溪组8^#煤岩气中游离气/吸附气值越高,煤岩含气量越大。游离气/吸附气值与煤岩成熟度和孔隙度之间存在正相关性。同时,优质的储盖组合(灰岩—煤岩和泥岩—煤岩)可对煤岩储层形成压力封闭,使煤岩气具有较高的游离气/吸附气值。