沁水盆地石炭-二叠系煤岩中具有丰富的煤层气资源,测井显示煤岩顶板致密砂岩中亦赋存天然气。从沁水盆地煤岩生烃演化史入手,分析了煤岩顶板致密砂岩游离气的充注过程,探讨了游离气从煤岩到顶板砂岩的运移机理。煤岩为顶部砂岩提供气源,在浓度差的控制下,扩散是游离气运移的主要方式;煤岩生气关键时刻亦为砂岩气充注关键时刻,生烃增压作用为渗流提供了必要的压力差和微裂隙通道;当扩散和渗流同时产生时,孔隙大小的变化可使这两种运移方式相互转化。