CO₂提高页岩气采收率,能够实现CO₂地质封存并减少温室气体排放。在CO₂驱替提高页岩气采收率过程中涉及到CO₂、CH₄等气体在页岩中的吸附和竞争吸附过程,其对驱气效果和CO₂的安全封存有重要影响。在实际储层条件下,CO₂处于超临界状态,因此分析超临界CO₂在页岩储层中的优先吸附特性,为CO₂提高页岩气采收率和CO₂封存提供重要理论基础。本文利用高压吸附仪,通过体积法在温度为323³53K、最高压力为16MPa条件下进行纯CO₂吸附实验。通过不同的模型对吸附实验数据进行拟合,从而优选出最适合超临界CO₂的吸附模型。并分析压力、温度等因素对页岩吸附超临界CO₂的影响。通过热力学方程,计算出页岩吸附超临界CO₂的等量吸附热介于20.68²5.65KJ/mol之间。对比CO₂和CH₄的吸附特性,计算得到CO₂/CH₄的选择系数比介于2.5⁵.6之间。利用改进的高压吸附装置开展CO₂和CH₄在页岩中的混合吸附实验,得出混合气体吸附量介于纯CO₂和纯CH₄吸附量之间。自由气中CO₂浓度始终低于源气体CO₂浓度,表明页岩优先吸附CO₂。计算得出CO₂的分离系数始终大于1,分离系数越大,置换效果越好。最后从吸附能力和CO₂分压效应两方面来探讨超临界CO₂对页岩吸附CH₄的影响。