地层条件下页岩原位含气量恢复和吸附气/游离气比例确定，不仅事关页岩气资源潜力的客观评估、有利目标区和甜点筛选，也事关开发方案的制定和优化调整，因此一直以来受到了工业界和学术界的广泛关注^[1]。数十年来，国内外有关学者和工程技术人员对上述问题进行了多方面的研究和探索，但迄今业已提出并应用的直接法和间接法均存在各自的局限性。直接法又称岩心解析法，应用最为广泛的是直接借鉴煤层气的USBM法，其在页岩气中应用时存在较大误差^[2]。间接法中应用最为广泛的为等温吸附法，但等温吸附实验难以模拟真实地层温度、压力和含水条件，因此难以获取原位条件下的等温吸附参数，计算结果准确性存疑。
       本次研究从同位素分馏角度出发，尝试建立基于现场解析气量和同位素分馏特征的页岩原位含气量和吸附气/游离气比例评价方法。基于前期的系统性实验研究和机理分析^[1]，本次研究建立了甲烷在致密沉积岩石中运移过程的碳同位素分馏耦合模型（图1），通过参数敏感性分析，探讨了纯扩散过程、扩散+吸附-解吸过程、多作用耦合过程的同位素分馏特征、影响因素及机理。通过设定合理的初始条件和（时变）边界条件对模型进行求解，建立了页岩/煤岩原位含气量、吸附气/游离气比例的评价方法，开发了相应的数值模拟软件。本次研究首先在四川盆地的涪陵、彭水和泸州区块进行了推广应用，利用现场解析数据进行了模型参数标定，在获取页岩含气性关键参数外，还为厘清页岩气解析全过程气体运移特征、同位素分馏特征及机理提供了有力的手段。此外，本次研究还讨论了利用同位素分馏技术评价页岩原位吸附参数、原位渗透率以及判识页岩气井生产状态、预测未来生产趋势的巨大潜力。