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全球高含CO2天然气资源量大、分布广泛。CO2和水的相互作用致使该类气藏在开采过程中的相态变化十分复杂;另一方面,CO2埋存也是减缓温室效应的有效途径之一。因此,研究CO2/Ch4在水中的溶解度变化规律对该类气藏的合理、高效开发以及揭示CO2地下埋存的溶解机理具有十分重要的意义。尽管实验测定气体在水中溶解度准确,但比较耗时耗力,人们常采用热力学模型预测溶解度,但CO2和水间的物理化学作用给热力学模型的预测带来了一定的挑战。针对此科学问题,本文采用理论的方法,研究了CO2/CH4气体在水中的溶解度模型,取得了如下的主要认识:(1)分析了气液相平衡模型的求解方法;选择了合适的立方型状态方程、混合规则和活度系数模型;推导出了 PR方程结合不同混合规则的逸度系数表达式。(2)基于PRSV状态方程+MHV1混合规则及修正的NRTL活度系数模型,建立了一种计算CO2在纯水中溶解度的新热力学模型(PRSV-MHV1),并优化出了模型的二元相互作用参数值。对比分析了近年来计算C02在H20中溶解的热力学模型:PRSV-MHV1模型在较少的二元相互作用参数(τji、τji和α)条件下,不仅具有最高的预测精度(AARD=4.02%),而且具有较宽的温度压力范围(T=273.15～573.15K,P<150MPa)。PR-HV和PRSV-WS模型计算效果次之,UMR-PR模型计算效果最差。(3)对于CH4-H20二元体系,利用粒子群优化算法,修正了 PR-HV模型的二元相互作用参数。对比分析了修正的PR-HV模型、Duan模型和PVTsim(PR-HV)的计算结果:在T=283.13～523.15K、P≤160MPa范围内,修正的PR-HV模型和Duan模型的计算效果基本一致,PVTsim(PR-HV)计算效果最差。(4)利用粒子群优化算法修正了 PR-HV模型的二元相互作用该参数,提高了模型计算C02/CH4气体在NaCl/CaCl2水溶液中溶解度的精度。并与其他模型对比发现:在T=303～523K、P≤150MPa、m=0.173～6mol·kg-1 范围内,修正的 PR-HV 模型的计算 CO2在NaCl水溶液中溶解度的效果最好,Duan模型次之,PR-HV模型的计算误差最大;在T=371.93～513.15K、P≤160MPa、m=0.051～5.046mol.kg-1 范围内,修正的 PR-HV 模型计算CH4在NaCl水溶液中溶解度的精度最高,而Duan模型和PVTsim(PR-HV)仅分别适用于溶液浓度为0.051～2.843mol.kg-1 和 1.778～2.843mol·kg-1;当溶液浓度为 1.012、2.28、3.898mol.kg-1时,PVTsim(PR-HV)计算CO2在CaCl2水溶液中溶解度的AARD高达13.56%,精度远远低于修正的PR-HV模型(AARD=3.38%)。