In Schiefergaslagerstätten tritt CH₄ oft gemeinsam mit schweren Alkanen wie C₂H₆ und C₃H₈ auf. Um den Mechanismus des Einflusses schwerer Alkane in den organischen Nanoporen des Schiefers auf den Wettbewerb um die Adsorption von CH₄ und CO₂ zu erforschen, wurden die Art und Stärke der Wechselwirkung zwischen den Gasen und dem Kerogen, die Adsorptionsleistung der reinen Gaskomponenten, der Einfluss verschiedener Gehalte von C₂H₆ und C₃H₈ auf die Adsorptionsleistung von CH₄ und der Einfluss auf den Wettbewerb um die Adsorption zwischen CO₂ und CH₄ nach der Dichtefunktionaltheorie und der Monte-Carlo-Methode der großkanonischen Ensemble entsprechend untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass: ① Mit der Verlängerung der Alkankette steigt die Intensität der Wechselwirkung zwischen den Gasen und dem Kerogen allmählich an, die Reihenfolge der Adsorptionskapazitäten der 4 Arten von Gasmolekülen auf der Kerogenoberfläche ist C₃H₈>C₂H₆>CO₂>CH₄; ② Bei der Adsorption von Einzelgaskomponenten nimmt die Gesamtwirkstoffaufnahme der Gase ab, da die Anzahl der Adsorptionsstellen, die von einem einzelnen Alkan besetzt werden, zunimmt; die hohe Adsorptionskapazität von CO₂ hängt mit seiner geometrischen Struktur zusammen; ③ Mit steigender Systemtemperatur nimmt die Gasmoleküladsorption ab, während der Anstieg des Systemdrucks allmählich die Zunahme der Gasadsorptionsmenge verringert; ④ Bei der Adsorption von binären Mischungen führt das Vorhandensein von C₂H₆ und C₃H₈ zu einer deutlichen Verringerung der adsorbierten Menge von CH₄, wobei der Einfluss von C₃H₈ auffälliger ist, und gleichzeitig führt das Vorhandensein von CO₂ zu einer deutlichen Verringerung der adsorbierten Menge von CH₄; ⑤ Bei der Adsorption von ternären Mischungen hat das gemeinsame Auftreten von C₂H₆, C₃H₈ und CO₂ eine synergistische Wirkung auf die Förderung der Desorption von CH₄, und der wirksamste Effekt zur Förderung der CH₄-Produktion wird erzielt, wenn die Massenanteile von C₂H₆ und C₃H₈ 4% bzw. 8% der Masse des gemischten Gases ausmachen. Darüber hinaus ist in der Vergleich mit C₃H₈ die Anwesenheit von C₂H₆ vorteilhafter für die CO₂-Speicherung. Die Forschungsergebnisse können theoretische Unterstützung für die wettbewerbsfähige Adsorption von Gasen mit mehreren Komponenten im Schiefergas und die CO₂-Extraktion bereitstellen.

Kerogen; Mehrkomponenten-Schiefergas; Wettbewerbsfähige Adsorption; Computerchemie; Molekülsimulation