随着常规化石能源的衰竭和环境污染的加重，非常规天然气能源受到了越来越多的关注。煤层气作为一种重要的非常规气，其开发利用在缓解能源危机、保护大气环境和改善煤矿生产条件等方面均具有重要作用。然而，赋存状态和储层性质的特殊性决定了煤层气在富集规律、运移机理和产出方式等诸多方面均与常规天然气不同，从而增加了这类非常规气的开发难度。现阶段我国煤层气发展的首要任务是技术创新，而实现技术创新的理论基础是正确认识煤层气在储层中的流动规律。　　 与常规游离气在砂岩层中的渗流行为相比，吸附态煤层气在煤层中的流动过程极其复杂，既包括吸附解吸、基质扩散和裂缝两相流等环节，又涉及有效应力和吸附解吸引起的煤岩变形问题。只有对这些方面进行综合研究，才能正确认识煤层气的流动规律。针对现有煤层气渗流理论所存在的一些重要问题，本论文通过对煤层流体PVT性质、动理学吸附解吸、煤岩复杂变形以及裂缝两相流等方面的深入研究，最终建立了反映储层条件下煤层气实际流动规律的非定常渗流理论。　　 考虑到目前缺乏专门用于煤层流体的PVT性质计算方法，本论文通过对常规储层流体物性计算方法的适用性分析，发展了适合煤层流体组成特点的PVT性质计算方法，为煤层气渗流数值模拟奠定了基础;通过对煤岩瞬态吸附解吸的实验结果和煤层气排采过程中的“临界解吸”现象的分析，认识到吸附态煤层气具有一种动理学行为特性，不适合用现有的平衡吸附解吸模型来描述，为此从分子动理学角度推导出了考虑吸附解吸和表面扩散影响的吸附相动理学模型，并通过实验数据验证了该模型的准确性;在煤层变形方面，现有模型忽视了煤层的双重孔隙结构特征，并且对煤岩吸附解吸变形的描述不确切，本论文通过对煤层物理结构、动理学吸附解吸引起的煤岩变形、双重孔压敏感引起的煤岩变形以及煤层变形约束类型等相关方面的综合研究，建立了裂缝性煤层的综合变形模型，并基于该模型研究了煤层孔渗的演化机理，打破了一些传统观念;在煤层两相流方面，现有模型对气相与水相间作用的描述不够确切，通常只适合于单一流态，本论文基于对煤层气-水两相流特点的研究，通过引入合适的毛管力曲线和相渗曲线表达式，建立了适合于不同流态的煤层气-水两相流模型。　　 上述理论研究成果最后被应用于煤层气不稳定试井分析，建立了考虑PVT性质变化、动理学吸附解吸、煤岩变形和气-水两相流的煤层气试井模型，并给出了利用测试资料获取渗透率、表皮系数和吸附解吸常数等储层参数的试井解释方法。