由于煤基质中储存有大量气体,因此吸附和扩散过程在煤层气储层分析和模拟中起着至关重要的作用。了解甲烷在煤基质和裂隙中的运移十分必要,可以用基质内的甲烷吸附和扩散过程及割理内的流动来表征。煤中气体流动的多尺度多孔隙结构和多重性质使这些现象的数值模拟变得复杂。本文提出了一种将传统孔隙网络模型(PNM)与瞬态扩散相结合的方法来解决这一问题。利用有限体积法和菲克第二扩散定律分别对每个孔隙网络喉道进行耦合。Langmuir等温线用于描述煤基质中的吸附过程,并将用PNM进行扩散模型耦合时的浓度和压力值关联起来。所提出的方法可解释气体在不同尺度中运移的瞬态性质,同时将模拟中的未知数限制为一个有效的扩散系数参数。研究结果表明,稳态孔隙网络模型可以有效地与菲克扩散等瞬态现象相结合,从而评价一段时间内总气体流动中基质扩散的构成。所获得的气体吸附能力及其释放速率可以用于准确估算煤层气藏产能特征随时间的变化。