鄂尔多斯盆地东北缘临兴西区块煤系厚度大、含气层系众多,具备煤系气商业性共采潜力。但针对这种远距离、多类型储层叠置的煤系气藏,尚缺乏产层组合优化模型及效果评价关键理论技术,进而制约了煤系气综合开发。为此,本文剖析了研究区煤系气储层发育特征,分析其储层物性、含流体特征及储层组合类型等;以经济性为约束建立了煤系气产层组合边界评价模型,提出了产层组合有效性判断方法及产层组合基本流程;构建了基于储层属性相似性判识的产层组合划分方法体系,并对典型井的产层组合方案进行了优选和效果评价。主要取得了以下认识:研究区石炭-二叠系煤层较为发育,8+9#和4+5#煤层为两套主力煤层,8+9#煤层较4+5#煤层厚,两套煤层埋深东北浅、西南与东南深,微裂隙发育、物性较好、含气量较高。煤系砂岩厚度薄、层数多、侧向稳定性较好,其中孔隙度较大的砂岩气层主要发育于本1段、太2段、山2段和山1段。以砂厚比和互层率为评价指标,划分出煤系气储层3种组合类型及2种交互类型。基于煤系气合采地质兼容性与技术可行性,总结了层系组合的基本原则,构建了层系组合有效性数学判断模型。以内部收益率为评价指标,采用数值模拟的方法得到煤层和砂岩在储层参数上限这一“标准”条件下的层系经济厚度边界分别为4.34m和6.45m。定量研究了厚度、渗透率、含气量(和孔隙度)以及储层压力对产层厚度的影响,获得了相应的产层厚度校正系数及综合校正系数,建立了煤系气产层组合边界模型评价体系,并提出了煤系气层系组合的方法及流程。基于储层属性相似性判识,采用聚类分析的方法对临兴西区块典型井的产层组合进行了划分。应用产层组合边界模型及层系组合有效性判断模型,优选出W-19井1#煤层到6#煤层组合(至少增渗5倍)和S3砂岩气层到8+9#煤层组合、W-29井6#煤层到8+9#煤层组合以及W-14井7#煤层到9#煤层组合(至少增渗10倍)储层属性相似性高且满足经济性要求,适宜合采。采用数值模拟方法对优选出的产层组合方案进行生产效果评价,结果表明预测结果与边界模型判断结果基本吻合,进一步证实了上述模型和方法的可靠性。论文包括图件61幅,表格29个,参考文献162篇。