黏土矿物由无机物组成,对煤层和页岩层以及致密砂岩层的胶结起到非常重要的作用,构成粘土矿物的成分很多,基础都是由硅氧四面体片和铝氧八面体片组成,不同的成分由不同的共用氧连接形成不同的层状结构,这样的构造方式使得粘土矿物的比表面积大,金属离子的存在加强了阳离子交换的能力,赋存气体的能力强,是煤系储存的物质基础,因此,研究甲烷在黏土矿物中的扩散对强化煤系气抽采、优化能源结构有着重要意义。目前,各种根据地质条件而产生的影响因子对甲烷在黏土矿物中扩散的影响及其变化规律的研究以经取得了众多成果,但不论是微观还是宏观实验,其主要研究内容多为温度、孔隙度、压力及其他气体与甲烷竞争吸附对扩散的影响,而对电场作用下甲烷在高岭石中的扩散没有研究,对CH4在煤系高岭石表面的扩散系数、体系能量、相互作用能等热力学和动力学参数并不了解。考虑到高岭石作为非常规天然气储层,尤其是煤系地层（煤层顶底板）粘土矿物中的主要成分,本文运用分子模拟方法,研究不同电场强度及电场方向、孔隙压力对CH4在煤系高岭石表面扩散的影响,通过研究电场作用下煤系气在富含高岭石的岩层中扩散的规律进一步强化煤系气抽采及其参数优化提供微观理论依据,同时,也能够对强化页岩气以及致密砂岩气的抽采提供借鉴意义。得到的结论为:（1）得出了不同电场强度作用下CH4在高岭石表面扩散的规律。在电场增加的过程中,y方向甲烷分子扩散系数为先上升后下降,其扩散系数在电场强度为10~7V/m达到最高,比未加电场时提高了 5 1%,随后在1010V/m达到最低,比未加电场时下降30%。因此在实际应用过程中电场强度为10~7V/m时有利于煤层气的强化抽采。（2）得出了不同电场方向作用下CH4在高岭石表面扩散的规律。未加电场时,不同方向的扩散系数由大到小分别为z、y、x。在电场强度为10~7V/m时,x、y、z方向分别比未加电场时扩散系数增幅分别为6%、51%、37.8%。而在电场强度为1010V/m时,z方向的扩散系数最大,其次为y、x。（3）得出了不同电场强度、孔隙压力作用下CH4在高岭石表面扩散的规律。未加电场时,CH4分子扩散系数的变化规律,即随着孔隙压力的增加,扩散系数呈先减小,在达到最低点后逐渐上升。当电场强度为10~7V/m,甲烷分子的扩散系数随着孔隙压力的增加呈先减小后增大的规律。当电场强度为1010V/m,甲烷分子的扩散系数随着孔隙压力的增加呈先减小后增大再减小的规律。（4）得出了不同电场方向、孔隙压力作用下CH4在高岭石表面扩散的规律。未加电场时,不同方向的扩散系数呈现上升和下降并存的起伏趋势。当电场强度为10~7V/m时,孔隙压力为5MPa到10MPa时,z方向为有利于扩散的方向,在15MPa到20MPa时,y方向为有利于扩散的方向。当电场强度为1010V/m时,孔隙压力为5MPa到10MPa时,y方向为有利于扩散的方向,在15MPa到20MPa时,z方向为有利于扩散的方向。