对埋深大于1000米的煤层气开采,注气提高煤层气采收率技术和C02埋存置换甲烷技术仍处于探索阶段。在对这两项技术的研究过程中,甲烷的吸附特征是非常重要的内容。甲烷和二氧化碳、氮气等存在竞争吸附,研究竞争吸附条件下各气体的行为对预测实际工艺的可行性和实施效果十分重要。煤的非均质性强,孔径分布范围广,但90%以上的煤层甲烷以吸附状态存在于煤的微孔隙中。微孔隙的直径与分子直径有相同的数量级,所以微孔隙中气体和液体的吸附扩散等行为有特殊性,难以通过常规的实验手段得到有效的研究。为了确定微孔隙中水分及不同组分气体对甲烷吸附的影响,并探寻这些影响的规律,本文使用巨正则蒙特卡洛的分子模拟技术,从以下几个方面展开研究:(1)通过前期对深煤层储层特征及甲烷赋存的研究调查,指出了目前研究存在的不足及解决办法,在此基础上建立了不同孔径和水分含量的狭缝孔模型,并分析了水分在其中的分布特征;(2)在模型中开展了纯组分气体的等温吸附曲线模拟,对结果进行了详细比对分析,包括温度、孔径、水分等因素影响下的总吸附量和过剩吸附量的变化规律;(3)完成了CH4/CO2(1:1). CH4/N2O:1).及CH4/CO2/N2(10:3:7)的竞争吸附模拟,考虑了水分及孔径影响下的总吸附量和过剩吸附量变化规律;综上,本文创新使用分子模拟方法对深煤层储层中外来流体影响甲烷吸附进行了研究,在前人的基础上进一步揭示了温度、孔径、水分、组分等多因素影响下的煤层甲烷吸附规律并得到一系列结论,对注气提高采收率及C02埋存置换甲烷的规模化起到了促进作用。