赵庄3#煤层是典型的松软、低渗煤层,其煤层气井产能较低、开发难度较大。为了寻找出现这种现象的原因并获得其产出规律,本文基于巨正则蒙特卡洛方法(grand canonical Monte Carlo,GCMC)及分子动力学方法(Molecular Dynamics,MD)系统研究了甲烷在赵庄3#煤孔隙内的吸附与扩散过程,并与其在成庄3#煤中吸附及扩散过程进行了比较,讨论了不同条件对甲烷在赵庄3#煤中吸附的影响及其扩散规律,得到了各个影响因素下甲烷在赵庄3#煤中吸附的经验公式。主要内容如下:依据赵庄3#煤和成庄3#煤大分子模型,建立了赵庄3#煤与成庄3#煤结构模型。基于GCMC方法,获得了煤中甲烷在一系列温度下的等温吸附曲线,发现甲烷在赵庄3#煤中的吸附能力在温度相同时要小于成庄3#煤,通过对比可知芳香环的存在对甲烷分子吸附有着积极促进作用,而氧含量越大则越不利于甲烷分子的吸附。经过分析煤吸附甲烷时温度、含水率与应力/应变这三个因素对其造成的影响,可知在所研究的温度范围内,甲烷吸附量随温度上升表现出逐渐下降趋势,得到了温度影响下甲烷吸附量的经验公式;相比于甲烷分子来说,水分子被吸附的可能性更大,煤基质表面的吸附点位会被水分子抢先占有,这就会造成甲烷吸附量不断下降,并且含水率愈大,甲烷吸附量的下降愈显著,得到了含水率影响下甲烷吸附量的经验公式;随着应力/应变的增大,相应的吸附点位愈多,甲烷吸附量逐渐增加,得到了应力/应变影响下甲烷吸附量的经验公式。基于MD方法,经过分析研究均方位移(Meansquare displacement,MSD),对比了298 K下甲烷在赵庄3#煤和成庄3#煤中的扩散情况,计算了一系列温度下赵庄3#煤和成庄3#煤中甲烷的扩散系数,同时求得的了甲烷在赵庄3#煤和成庄3#煤中扩散的活化能,可知甲烷在赵庄3#煤中的扩散过程更加困难,这也是赵庄3#煤煤层气井产量低、开发难度大的直接原因。