土城向斜上二叠统龙潭组垂向上发育多套含气系统,不同流体压力系统差异引发的层间干扰制约了煤层气合层开采。为此,本文从煤层气勘探开发资料中提取煤层气地质信息,结合煤层气开发试验成果和样品测试资料,研究了该向斜龙潭组层序地层格架特点,分析了煤层气系统叠置性特征及其地质控制机理。发现土城向斜构造分异显著,大部分煤储层处于超压状态,龙潭组流体压力系数在垂向上呈现波动式变化,煤岩煤质受层序地层格架控制而呈现出旋回性,发育在最大海泛面附近的煤层含气量、孔隙度及渗透率均较低,煤层气系统叠置性显著。分析测井响应,识别了以菱铁质为特征的隔水阻气关键层,结合储层物性变化规律,将龙潭组划分为4个含气系统。发现三级层序地层单元之间水动力联系微弱,构成了叠置煤层气系统的水文地质基础;煤层含气量梯度和流体压力系数的变化幅度显示,煤层气系统叠置性在构造变形弱、断裂发育程度低、水动力条件不活跃的区域发育程度较高。研究认为,土城向斜在晚二叠世龙潭期主要为浅水三角洲沉积环境,这是菱铁质泥岩发育良好的重要地质原因;在NW-SE方向上,煤层厚度和稳定性逐渐提高,关键层发育程度增强,煤层气系统叠置程度增高。论文包括图件65幅,表格25个,参考文献161篇。