论文以西山煤田古交矿区屯兰区块煤层气地质与压裂排采资料为基础,采集了区块内主力煤层(2号和8号)新鲜煤样17组和16组煤层气井产出水样,开展了煤岩显微组分鉴定、镜质体反射率、含气量、水化学检测、变围压孔渗、变围压声波速度、低场核磁共振等测试分析。综合基础地质资料及测试结果,对屯兰区块的地质构造、沉积环境、水文地质以及煤储层物性特征等方面进行了研究,基本明确了影响区内煤层气富集成藏的主导因素,在煤层气富集规律研究和煤储层物性定量评价的基础上,根据煤层气井排采数据,结合煤层气井施工、排采过程中采用的工程措施、排采制度,分析影响区内煤层气井产能的主要因素,为煤层气综合评价以及下一步煤层气开发方案的调整提供了科学指导。论文获得主要研究成果及认识如下:(1)综合分析了地质构造、沉积环境及水文地质对研究区煤层气富集的影响,通过对研究区构造演化史以及富集成藏地质条件的系统分析,揭示了构造演化对区内整体含气量分布范围的控制,构造形态、埋深和水文地质条件主要决定了矿区内煤层含气量的分布。应用围岩有效封闭能力综合参数定量分析了煤层直接顶底板的透气性和隔气性。提出了“平缓单斜—水力封堵型”和“构造条件与水文地质耦合型”的控气模式。(2)模拟了地层条件下的孔渗特征,并采用了声波测井和低场核磁共振测试分析技术,精细定量表征了煤储层孔裂隙系统特征。利用低场核磁共振技术,测定了煤的孔隙度,分析了煤的孔径分布特征,采用Coates储层渗透率计算模型计算了煤的渗透率,在此基础上,结合煤的T₂弛豫谱形态,将区内的孔渗类型划分为三种,分别为微小孔隙单峰占优型、双峰中孔相对不发育型及三峰孔隙型。(3)系统分析了区内煤层气井排采曲线,按照气井的排采曲线特征将其划分为5种类型:上升型、衰减型、多峰型、波动型、平稳型。针对屯兰区块煤层气井排采效果不佳,气井产能影响因素复杂,无法制定合理的增产措施等问题,分析了区内不同压裂排采的煤层组合方式煤层气井的排采动态规律,优选出合采效果最好的煤层组合方式,基于区内煤层气产能特征,耦合分析了气井产气、产水变化特征与地质因素、工程因素和排采因素的关系,揭示了区内控制产能的关键地质因素。