沁水盆地南部1000m以深的煤层气资源量巨大,但勘探开发难度较大。论文立足沁水盆地东南缘,以柿庄北区块为研究重点,以山西组3号煤层和太原组15号煤层为研究对象,通过分析深煤层储层物性随埋深的变化特征及其影响因素,总结了深煤层煤层气的地质特殊性,并对深部煤层气井的产能进行了剖析,厘清了影响深部产能的关键因素。明确了深部煤储层存在一个过渡带。随着埋深的增大,煤储层的孔隙结构从配置较好、复杂向较差转变,渗透率则呈指数下降的特征,含气量呈现先增高后降低的趋势。优选了煤储层物性参数,耦合了深煤层过渡带的深度为736~1100m。揭示了深部煤储层物性变化的内在机理,即地应力的转换。煤储层共存在三种地应力状态:浅部应力状态、中间应力状态和深部应力状态。三种应力状态的转换,导致煤储层孔隙、裂隙、渗透率等发生变化,造成了深部煤储层的地质特殊性。剖析了深煤层煤层气井产能特征及其影响因素。在柿庄北区块,深部煤层日产气量多小于500m³。影响产能的因素包括资源地质条件、工程技术条件以及排采管理三个方面,主要为煤储层渗透率较低、3号煤与15号煤合采导致产水量较大、压裂未形成有效通道、排采过程中停机频繁导致排采不连续。提出了深部煤层气的勘探开发对策和建议。深部煤储层物性存在一个过渡带,其主导因素是地应力。在深煤层煤层气的勘探开发中,必须先优选甜点区,再进行有效的压裂,提高煤储层渗透率。同时,建立合理连续的排采制度尤为重要。此外,提高深煤层煤层气产量的有效途径包括注入CO₂置换甲烷提高产气量以及煤层气致密气共采。