人类社会可持续发展依赖于能源的有效供给。我国能源消费以传统化石能源为主。消费过程中引发的一系列环境问题迫使我国亟需提高清洁能源消费占比。为此,作为传统化石能源的替代能源,非常规天然气（主要包括页岩气、煤层气和致密气）的勘探与开发工作对于优化我国现行能源消费结构和缓解环境污染问题具有重要现实意义。其中,我国页岩气资源丰富,因此受到广泛关注。目前,页岩气勘探开发进程已进入规模化开发阶段。现阶段,我国依然采用水力压裂技术开采页岩气。不同于北美国家,我国3500 m以深的页岩气资源量占总量的65%,极大地增加了水力压裂技术成本。此外,水力压裂在我国的实施还存在局限性,如我国储层可压裂性较差、水资源相对匮乏、地形复杂等。因此,研发更为符合我国地形地貌、清洁、环保、高效和低运行成本的页岩气开采新工艺,对于实施我国能源发展及环境保护战略具有重要现实意义。页岩气主要以吸附态形式存在于页岩储层,其开采过程涉及页岩气的解吸、扩散和运移。区别于水力压裂技术减压开采页岩气,升温也可以促进吸附态页岩气的解吸。因此,本学位论文选用可控源微波场辐照技术增采页岩气。具体地,以四川盆地焦石坝地区下志留统龙马溪组海相页岩为研究对象,围绕可控源微波场对海相页岩吸附/解吸性能的作用规律和机理开展基础研究工作,具体研究内容包括:（1）可控源微波场中海相页岩的升温行为及构效关系;（2）可控源微波场对海相页岩理化性质的作用规律;（3）可控源微波场对海相页岩吸附/解吸性能的作用规律。主要研究结论如下:（1）在频率2450MHz、功率400W和时间4min的可控源微波场中,四种海相页岩样品均具有显著的吸收微波能力。具体表现为:（1）所有页岩样品体相温度随微波辐照时间的延长而不断升高。（2）所有页岩样品升温曲线包括前期快速升温和后期慢速升温两个阶段。（3）微波辐照240 s后,两种页岩样品体相温度可分别达到320℃和235℃。（4）四种页岩样品微波吸收能力存在差异,且该差异主要源于页岩中含有的黄铁矿和白铁矿。具体地,具有较高黄铁矿和白铁矿含量的页岩样品表现出较强的微波吸收能力。（2）可控源微波场辐照能够改变海相页岩官能团和孔隙结构组成。一方面,微波辐照可以改变与页岩吸附/解吸性能相关的表面化学性质。具体地,可控源微波场辐照后页岩表面以高共轭C=O、共轭C=O和COOH为主的含氧官能团数量增加,而芳香性降低。上述含氧官能团和芳香性的变化均可以削弱CH4（页岩气主要成分）与页岩基质间的作用力强度,进而有利于页岩储层内部CH4的解吸。另一方面,微波辐照改变了页岩的吸附孔和渗流孔。具体地,（1）微波辐照后页岩样品中孔径<10 nm的吸附孔数量减少。（2）微波辐照后页岩样品中孔径>10 nm的中孔和大孔的数量增加。（3）微波辐照后柱塞状页岩样品（直径×高:25 mm×27 mm）中裂隙数目和渗透率明显增加。（4）微波辐照后页岩样品的吸附孔分形维数和渗流孔分形维数均减小,即微波辐照后页岩样品孔隙表面光滑度增强。上述页岩样品孔隙结构参数的变化均有利于页岩气在页岩储层内部的解吸、扩散和流动。（3）可控源微波场辐照能够改变海相页岩的CH4吸附静力学、吸附动力学和吸附/解吸滞后性能。具体地,（1）可控源微波场辐照后四种海相页岩样品的CH4最大吸附容量均有不同程度的降低,降幅范围为12.70-47.83%。（2）可控源微波场辐照增加了海相页岩样品的CH4微孔扩散速率。（3）可控源微波场辐照削弱了页岩的CH4吸附/解吸滞后程度。因此,可控源微波场有利于提升CH4在页岩储层内部的解吸和扩散能力,进而强化页岩气采收率。本文研究成果充分证实了可控源微波场辐照增采页岩气技术的可行性。相关研究结论既有利于完善和弥补我国现有页岩气开采技术的不足,又能够为从事页岩气勘探与开发领域的科研人员和技术人员提供新的思路。