二元气驱技术(CO₂/N₂-ECBM)已成为煤层气增产的重要手段,明确CO₂/N₂ 在煤层中的竞争吸附规律以及对煤层物性的影响具有重大意义。利用分子模拟软件Materials Studio 建立延川南煤层气实际区块温度、压力条件下的煤分子模型。基于巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究CO₂/N₂ 交替驱替煤层气技术中各注入阶段对CH₄ 吸附的影响,明确CO₂、N₂ 对煤层孔渗物性的影响规律。结果表明:在CO₂ 注入阶段,煤层中甲烷迅速解吸;煤中气体吸附总量上升,煤基质膨胀效应增强,导致煤的孔隙体积降低。而转N₂ 注入后,由于N₂ 分压作用使得CH₄、CO₂ 吸附量呈现出不同程度的降低;当ω_N2/ω_CO2≤0.6 时煤分子中气体总吸附量迅速降低,而当N₂ 饱和吸附后气体总吸附量保持稳定。煤层孔渗物性随着气体吸附总量呈现出迅速增大后趋于平缓的趋势。此外,ω_N2/ω_CO2>0.6 后N₂ 吸附率迅速降低,这会使得产出气中CH₄ 纯度较低,导致后期提纯成本大大增加。因此,当ω_N2/ω_CO2=0.6 左右时,CH₄ 解吸量为最大值,煤孔隙率较高,最有利于煤层气的开发。