现有等温吸附理论包含单层吸附理论、多层吸附理论、溶液吸附理论、微孔填充理论等。常用等温吸附式在页岩中应用时,由于页岩是一种极为特殊的吸附剂,经沉积成岩演化作用后,其成份多样结构复杂,使其吸附特征与其他吸附材料迥异,因此常用等温吸附式中用于表征页岩吸附时有局限性。页岩低温液氮等温吸附包含了单层吸附、多层吸附及毛细凝聚。结合描述不同等温吸附过程的吸附式Langmuir吸附式、BET吸附式及Freundlich吸附式建立包含页岩全部吸附过程的等温吸附式,同时选用圆柱形孔隙模型建立了满足低温液氮环境页岩等温吸附机理的等温吸附式,并分别明确了各式中参数的物理化学含义。为验证等温吸附式的应用效果,选用取自鄂尔多斯盆地和四川盆地的106个页岩样品进行低温液氮等温吸附实验,获取相对压力与吸附量数据。所建立的等温吸附式在实际页岩样品等温吸附中的应用效果较好,表明吸附式更真实准确地描述了实际页岩样品等温吸附规律。用所建立的等温吸附式对实验未测试压力点的吸附体积进行预测,基于过程的等温吸附式的应用效果优于基于模型的等温吸附式的应用效果。低温液氮等温吸附实验通常用于样品比表面积的计算并评价样品的孔径分布,因此依据等温吸附式参数与液氮分子相关性质计算出页岩样品的比表面积。通过与实验BET直线方程方法所得的比表面积对比发现,基于过程的等温吸附式比表面积计算结果与BET直线方程所得的比表面积差别较大,而基于模型的等温吸附式比表面积计算结果与BET直线方程所得结果较为一致,表明在比表面积计算方面,基于模型的等温吸附式的应用效果较好。由于两种等温吸附式建立过程中均引用了Langmuir等温吸附式和BET等温吸附式,因此分别选用Langmuir等温吸附式中的参数b和BET等温吸附式中的参数c来计算页岩吸附热相关参数。计算结果表明,以BET等温吸附式中参数c为基础的吸附热计算结果较为合理,分析认为是由于BET理论为多层吸附理论,在应用于页岩中时,较Langmuir单层吸附理论更为接近实际情况。在基于模型的等温吸附式中,参数包含了表面张力及润湿接触角项,因而用等温吸附参数值计算评价吸附界面的相关性质,用以评价不同样品的吸附性能差异。为探究等温吸附式中参数与页岩矿物含量之间的关系,对比了两种等温吸附式中参数与矿物含量之间的关系。对比发现,页岩矿物含量与基于过程的等温吸附式中参数A、B、C、M、N有一定相关性,而与基于模型的等温吸附式中参·数A、C、D有一定相关性。由于建立的等温吸附式中参数包含了单层最大吸附量及吸附热相关物理化学量,故也尝试通过参数与矿物含量的关系分析了不同矿物的吸附性能。而对比两种等温吸附式与页岩孔隙度渗透率值发现,参数与孔隙度渗透率之间均无明显的对应关系,分析认为是由于页岩孔隙度渗透率测试时的实验压力不足以探测到低温液氮等温吸附可测量的孔径范围,同时页岩的性质较为复杂,导致以吸附为手段的孔隙特征分析影响因素较多,因此等温吸附式参数与页岩物性之间无直接的对应关系。而由于页岩中基质沥青质的无定形性,小孔隙中的吸附能量大,而低温液氮等温吸附实验温度下,达不到N₂在较窄的通道中扩散所需的能量等因素,导致该实验体系得出的参数与有机质之间无明确的对应关系。等温吸附式参数与页岩物性及有机质的特征需进一步探讨。