李文华，房晓红，2，李 彬，曾凡桂

（1.太原理工大学地球科学与工程系，山西 太原 030024； 2.太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室，山西 太原 030024； 3.内蒙古煤炭地质调查院，内蒙古 呼和浩特 010010）

0 引言

近年来，随着一次能源消费量的增加[1］，我国将勘探开发的重点逐渐转向页岩气、致密砂岩气和煤层气等非常规天然气[2］.页岩气是以CH4为主要成分的天然气体混合物，以吸附态、溶解态和游离态赋存于暗色泥页岩中，其中50%以上是以吸附态赋存在储层中[3］，页岩储层主要是由蒙脱石、伊利石和高岭石等黏土矿物组成[4］，蒙脱石对CH4的吸附能力最强[5］.

目前，我国非常规天然气勘探开发还处于探索阶段[6-7］，页岩气沉积环境[8］及地质构造不同于页岩气勘探开发技术较为成熟的美国的，部分开发技术适用性差[9］.我国四川盆地已探明页岩气埋深较深，多为2～4km[10］，难勘探、难准确评价和难开发[11］等是我国页岩气具有的特点.我国页岩气的研究主要是以成藏机理和富集规律为主，Chen Shangbin等[12］和Zou Caineng等[13］从宏观角度研究我国页岩气的地质成藏特征和资源潜力，我国页岩气资源储量大、储层埋深较深；Titiloye O等[14-15］和Zhou Qing等[16］应用分子模拟方法，从微观角度研究CH4在蒙脱石层间域的赋存形式和运移机理，虽然宏观和微观各有研究，但是对页岩气的吸附机制及其驱替置换研究甚少.因此，笔者采用巨正则蒙特卡洛（Grand Canonical Monte Carlo，GCMC）方法，模拟2～4km[17］埋深下（地温梯度为30K／km，压力梯度为15MPa／km，设定地表压力为0.1MPa，热力学温度为280K，将0km和6km作为对比……