页岩气的主要成分是甲烷,作为一种资源潜力巨大的非常规能源,其赋存方式与常规天然气不同,有少量呈溶解状态赋存在有机质或结构水中,大部分以游离状态存在于孔隙和裂缝之中和吸附状态赋存于矿物颗粒表面和有机质的表面。本文采用分子模拟方法研究页岩气（CH₄）在页岩气藏中的赋存机理和吸附规律,同时又研究了二氧化碳的吸附规律,以及水对甲烷、二氧化碳吸附的影响。主要内容如下:（1）以4层石墨狭缝结构代表页岩中有机质纳米孔隙,借助于蒙特卡洛方法和分子动力学方法,模拟在不同宽度和温度下,甲烷、二氧化碳在石墨狭缝中的吸附情况,同时研究水对甲烷、二氧化碳吸附的影响。结果表明,高温不利于页岩气的吸附,在小于2.0 nm的石墨狭缝孔隙中甲烷、二氧化碳均是以吸附态存在;而在大于3.0 nm的孔隙中甲烷、二氧化碳是以吸附态,游离态共同存在。在相同的压力和温度条件下,随着孔隙的变小,吸附态所占的比例逐渐增大。水的存在会影响甲烷、二氧化碳的吸附,含水量越大影响越大。（2）根据页岩气藏中干酪根组分特点,构建含有C、H、O、S、N元素的三类、六种成熟度不同的干酪根分子模型,模拟甲烷、二氧化碳单组分以及混合气体在所构建模型中的吸附规律,并同时研究水对甲烷、二氧化碳吸附的影响。结果表明:对所构建的模型中,吸附量随着成熟度的升高而变大。甲烷、二氧化碳在干酪根中的径向分布函数表明,干酪根中含N、S的官能团对所研究吸附质具有较强的吸附能力。水与干酪根的结合能大于二氧化碳、甲烷与干酪根的结合能,有水存在时,水会优先吸附到干酪根表面,从而阻碍二氧化碳、甲烷的吸附。（3）根据页岩气藏中页岩的特点,构建以蒙脱石为代表的页岩粘土矿物模型,模拟页岩气的吸附行为,研究粘土矿物中的电荷以及水对页岩气的吸附的影响。结果表明:粘土中的电荷对甲烷吸附影响较小,但对二氧化碳吸附影响较大。温度对甲烷、二氧化碳有较大的影响,温度越高甲烷、二氧化碳分子能量越大,越不利于吸附。水对甲烷、二氧化碳的吸附有着较大的影响,水的存在会明显减小甲烷和二氧化碳的吸附量,原因为粘土具有亲水性,有水存在时水会优先吸附到粘土矿物表面,形成水膜,阻碍甲烷和二氧化碳的吸附。