煤层气富集高产区富集机理和地质评价方法对煤层气勘探选区至关重要，以往的研究主要集中在资源富集区形成机理和预测方面，但煤层气勘探开发实践表明资源富集区并不一定是高产区，如何在煤层气资源富集区中寻找高产区即煤层气富集高产区是国内外煤层气勘探面临的难题。通过国内外典型煤层气富集高产区的剖析，结合我国中高煤阶富集区地质特点，以沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘和两淮矿区为研究对象，采用地质统计、实验验证和生产数据分析相结合的研究方法，揭示了基于含气量渗透率耦合控制的煤层气富集高产区形成机理，提出了3种中高煤阶煤层气富集高产区形成模式；围绕煤层含气量和渗透率两个核心要素，利用层次分析法和主成分分析法确定了包含7大地质参数的评价指标体系，建立了基于产能分析的煤层气富集高产区方法体系。这些认识对我国中高煤阶煤层气区带、区块、目标的优选具有重要的指导作用。

深部煤层气资源潜力巨大，将是非常规天然气勘探开发的一个新领域。美国和加拿大部分地区已经成功实现了深部煤层气开发的商业化水平，而中国由于受当前开发技术和经济条件的限制，至今尚未形成规模性的开采。基于对近年来有代表性的学术论著的研究分析，从煤岩孔裂隙结构、吸附解吸性质、气体在煤层中的扩散渗流过程、煤储层的可改造特征等4个方面总结了深部煤层气储层物性的理论研究进展。研究指出深部煤储层处在高温、高压和高地应力的复杂地质环境中，煤储层储渗演化、煤层气吸附解吸扩散渗流平衡关系、煤岩应力应变行为等趋于复杂，开展特殊地质条件下的深部煤储层物性演化机理的研究，对我国深部煤层气资源的勘探开发具有重要的理论和现实意义。

大宁—吉县地区是中国煤层气开发的重点区域之一，现代地应力对煤储层渗透性具有关键的控制作用。文中以煤层气开发井测井曲线分析和计算为主要手段，探索了一套适合于煤储层的地应力评价方法与技术流程。研究表明，大宁—吉县地区的5#煤储层的最大与最小水平主应力具有自东向西总体上呈低—高—低—高的波浪式变化趋势；垂向主应力总体上呈东低西高的变化趋势，但在中部构造较复杂区域递增的趋势减缓；5#煤层总体处于转换深度以下，受垂向应力作用较为显著，处于拉张的应力环境，有利于煤层裂隙的张开和渗透率的升高；最大水平主应力与优势裂隙发育方向接近，有利于裂隙的张开，相应提高了煤储层的渗透率，最小主应力低和主应力差大的区域渗透率较高。

煤系气及其上覆地层各类天然气的共生、共探及共采，是充分利用天然气资源，提高煤系气开发经济性的重要途径。沁水盆地中—南部连续沉积的上石炭统—下三叠统构成了有利的油气生储盖组合系统，煤层有机质热演化程度高，生气和排烃强度大，气源充足，煤系气显示强烈，成藏前景可观。燕山运动中期构造热事件导致石炭、二叠纪煤层发生强烈的二次生烃和排烃作用，为煤系及其上覆地层泥页岩和致密砂岩储层提供丰富的气源。煤层中天然气以扩散、盖层突破、渗流等方式排烃，累计排烃强度最大的地带沿复向斜轴部分布；排烃作用较活跃和中等活跃地带分布于复向斜轴部的中段和北段，天然气逸散程度相对较低，有利于游离气的富集。总体来看，研究区发育下生(太原组和山西组煤系)、下—中储(太原组—下石盒子组)、上盖(上二叠统—三叠系)的游离气系统，具有构造、岩性、水力等多种圈闭形式，游离气成藏受控于燕山运动中期的构造分异和异常热事件以及新生代以来盆地持续回返两个关键地质时期。

煤系为煤层气、页岩气、致密砂岩气多层叠置的储层群(青海木里煤田侏罗纪煤系上部还有天然气水合物矿层)，海陆过渡相煤系以多层叠置页岩气与煤层气储层为主，陆相煤系以多层叠置煤层气与致密气储层为特色；煤泥砂结构系统使煤系内经常出现煤层气和页岩气的混合储层。中国煤系中煤层气资源量约为36.8×1012 m3；页岩气、致密气资源量分别约为32×1012 m3和20×1012 m3(未包括东北地区)。煤系“三气”单独开发经济效益不明显；煤系“三气”具有地面卸压带抽采和煤矿井下穿层钻孔抽采的便利条件；通过增加悬挂套管和连通管，文中设计了煤系“三气”原位分隔合采工艺技术。