煤储层特征与地质构造复杂性是制约煤层气勘探开发效率的基础关键。煤储层孔隙裂隙结构的非均质性影响着煤层气的吸附和渗流过程,制约着煤层气勘探开发的效果。地质构造控制着煤层气的生成、储集和保存条件,决定着煤层气勘探工作的方向。论文以黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河井田为研究区,开展了煤储层特征、构造控气特征及基于构造复杂程度的煤层富气性预测与煤层气资源量估算方法研究,对煤层气勘探开发具有重要的理论意义和一定的应用价值。在煤储层特征方面,分析了煤层含气性、吸附性和渗透性及其影响因素,得出3号煤层为弱吸附性、低含气量、低渗透性煤储层的认识。研究了原生结构煤和碎裂结构煤在孔隙形态、BET比表面积、BJH孔隙体积和连通性方面的差异性,得出碎裂结构煤中裂隙孔更为发育,使得碎裂结构煤吸附性和连通性优于原生结构煤的认识。借助数字式X射线影像仪和扫描电镜,研究了原生结构煤和碎裂结构煤中宏观裂隙和微观裂隙的展布特征,认为碎裂结构煤中微观裂隙发育的密度、延展长度和开合度均大于原生结构煤;采用分形理论计算了原生结构煤和碎裂结构煤的孔隙、微观裂隙分形维数,揭示了孔隙、微观裂隙分形维数与煤岩有效渗透率的配置关系。在构造控气方面,模拟了研究区沉降史,分析了构造演化和生烃史,认为侏罗系延安组长期稳定沉降,在早白垩世晚期开始生烃,但生烃时间较短,煤层气含量较低。基于三维地震勘探地质构造精细解释结果,结合修正后的钻孔煤层气含量展布特征,分析了不同构造部位的煤层含气性特征,提出了宽缓向斜、背斜及次级背斜和正断层三类构造六个构造部位的控气类型,即向斜两翼浅部、向斜轴部、向斜仰起端、向斜与次级向斜交汇部、背斜轴部和次级背斜兼正断层等六个构造部位。进行了研究区地质构造复杂程度精细分区,研究了地质构造复杂程度与煤层含气性的关系,认为构造简单区煤层气含最一般大于3.5m3/t,构造较简单区煤层气含量为2~4m3/t,构造较复杂区煤层气含量为1.5~2.5m3/t,构造复杂区煤层气含量一般小于1.5m3/t。建立了考虑热-流-固耦合效应的地质构造控气数值模型,模拟了不同类型构造的煤层气含量、煤储层温度、压力和渗透率的变化特征,揭示了褶皱和断层不同部位的煤层气含量变化规律,认为宽缓向斜转折端具有保温保压低渗透的富气特征,背斜转折端和正断层的断层面附近具有低温低压高渗透的贫气特征,进而建立了构造控气模拟方程。通过研究正断层附近煤层气含量和煤储层渗透率的变化特征,模拟得出煤层内小型正断层控气、控渗范围分别为37m和54m,断层面附近煤层气含量降幅达86%以上而渗透率增幅为2.6%。考虑煤层厚度、上覆地层厚度和围岩岩性等地质因素,选取有钻孔煤层气含量的地质剖面验证了所总结的构造控气特征和控气构造类型。在煤层富气性预测与资源量精细估算方面,基于构造控气模拟方程,提出了考虑构造复杂程度的煤层富气性系数,建立了基于构造复杂程度的煤层富气性预测模型,为煤层富气性预测提供了新方法。在此基础上,提出了基于构造复杂程度的煤层气资源量精细估算方法,估算了 1302工作面煤层气资源量和郭家河井田煤层气资源量。