通过静态容量法,利用气固双相吸附仪,在40℃的恒温下,对页岩样品C001、C014、C024进行三组不同相对湿度(RH=0、RH=0.1、RH=0.33)的平衡水实验。样品取自柴达木盆地东部石炭系研究区柴页二井的不同深度。再对经过平衡水处理的页岩样品进行甲烷吸附特性实验。利用水浴,温度同样控制在40℃的恒温下。用origin数学分析软件对实验所得的9组数据进行Langmuir模型的非线性回归分析,并确定模型中参数。采用气-液界面吸附适用性较广的Gibbs吸附式得出气-液界面甲烷的Langmuir等温吸附模型再利用气-固界面的甲烷Langmuir等温吸附模型与α(水分子的铺满系数),得出气-液-固三相共存状态下的甲烷等温吸附模型。运用有限积分法,根据各页岩孔隙的特性,计算得出单位质量页岩的累积吸附量。将累积吸附量与RH=0.1平衡水实验状态下页岩的实际吸附量进行拟合。根据相关性分析,拟合度达到93%以上。因此,实验表明:页岩中水分子对甲烷吸附能力的影响主要是因为黏土孔隙吸附界面改变而导致的表面张力的改变;低含水率下水分子的铺满系数α<1时,随着含水率的增高,水分子逐层均匀分布,黏土孔隙吸附界面从气-固界面慢慢转变为气-液界面,从而页岩的甲烷吸附能力呈降低趋势;据此可以合理推测,随着含水率进一步升高,水分子的铺满系数α>1,但是未堵塞吸附孔隙时,页岩的甲烷吸附能力基本不变。相同外界条件下,气-液界面的甲烷吸附能力大小只与液态界面表面积有关。本文建立了含水率与页岩甲烷吸附能力之间的定量关系,对页岩气吸附气储量预测有一定的指导意义。