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微生物对页岩气开采过程影响较大，既促进甲烷形成，又引发设备腐蚀和矿井酸化。本研究以四川盆地龙马溪组大型页岩气田为研究对象，采用Illumina16SrRNA基因高通量测序及实时定量PCR(qPCR)技术对集气站中气液分离器和污水罐中的细菌，古菌和真菌的群落分布特点及变化并结合理化性质进行全面分析和研究。采用气体稳定同位素分析方法、宏基因组学技术及16S rRNA基因测序技术、产出水理化因子的统计分析和厌氧培养实验，判断页岩气成因类型，分析产出水中产甲烷微生物种类，产甲烷途径，甲烷代谢过程中的能量储存过程，和影响产甲烷过程的理化因子。结论如下: (1)与美国等其它页岩气田相比，本研究中发现的一个最大的不同是优势菌属Shewanella（平均相对丰度为60.67％），它可作为该页岩气田的特征微生物。与之前报道相同的优势微生物为Marinobacter，Marinobacterium，Arcobacter，Acetobacterium和Alkalibacter。古菌主要是耐盐的甲基营养型产甲烷菌，包括Methanolobus，Methanohalophilus和Methanocalculus。真菌（主要是Ascomycota和Basidiomycota）首次在生产设备中被检测到，有些菌属如Cladosporium可能与设备腐蚀有关。实时定量PCR结果显示，硫酸盐还原菌(SRB) Desulfuromonas，Desulfovibrio，unclassified Desulfuromonadales占细菌16S rRNA基因拷贝数的1.46％。产酸细菌Acetobacterium也被检测出。腐蚀性微生物的数量，尤其是SRB的数量在污水罐中含量比分离器中含量高。以上结果说明微生物具有引发设备腐蚀的可能性并且在存储过程中了发生变化。 (2)气体稳定同位素分析结果表明四川盆地龙马溪组页岩气田为热成因页岩气，但甲烷碳氢稳定同位素值比气井开采初期要低。气井中古菌与细菌数量处于同一个数量级上或相差一个数量级，有些气井中古菌数量要略高于细菌数量。鉴定出厌氧甲烷氧化菌ANME-2c的存在。16S rRNA基因扩增子测序及宏基因组学技术鉴定出主要优势菌属为细菌Shewanella和古菌Methanosarcina。 (3)页岩气井中产甲烷菌可通过CO2还原途径，乙酸发酵途径及甲基裂解途径产生甲烷。添加不同底物的厌氧培养实验组都有一定量的甲烷产生，其中添加乙酸盐的实验组产甲烷量相对较高。样品中检测出包含编码三种产甲烷途径酶类的全部基因，并发现与甲烷代谢途径相关的丰富的能量储存基因。样品中介导电子传递的甲烷吩嗪(MP)，主要由Hdr（hdr基因编码）和Rnf（由rnf基因编码）共同催化完成其循环再生。 (4)影响产甲烷代谢途径的主要理化因子为SO42-。厌氧培养实验结果表明原始SO42-浓度较低时(16 mg/L)，随着培养时间的延长，产甲烷菌和SRB为“合作关系”;当原始SO42-浓度较高时(66 mg/L～366 mg/L)，产甲烷菌受到SRB的抑制，且SO42-浓度越高抑制作用越大;当原始SO42-浓度很高时(466 mg/L)，产甲烷菌活性依然受到抑制，但SRB活性反而下降。