准南中段地区(玛纳斯河-乌鲁木齐河)蕴藏着丰富的”中-低煤阶”煤层气资源,但由于区域辽阔、构造条件极其复杂,导致煤层气成藏条件及资源分布规律不明。本文系统收集区内煤田地质勘探与煤层气现场实测数据,综合运用煤层气开发地质学理论与方法,通过煤层气基础地质条件、煤储层物性特征、区域煤层气富集主控因素、煤层气成藏过程与成藏模式以及煤层气富集成藏有利区优选等,系统探讨了该区煤层气成藏地质特征。较低的煤化作用条件下,”中-低煤阶”煤储层热成因次生气孔(中孔)尚未大量形成,孔隙类型主要为原生植物大孔以及凝胶化作用形成的微孔-过渡孔为主。煤化作用程度对”中-低煤阶”煤储层甲烷吸附性能的影响,不是简单的随煤级增大而变化,应该是多种因素正负效应的综合表现形式。比表面积与甲烷吸附性能相关性较差,水分含量可能为影响低煤化煤储层甲烷吸附性能的最关键因素。准噶尔盆地南缘水动力场对煤层气含量、甲烷风氧化带底界以及次生生物气运移保存具有重要的控制作用。滞缓的水动力环境可对热成因气形成有效的水动力封堵,形成较高的煤层气含量与较浅的甲烷风氧化带。次生生物气作为准南地区煤层气藏的重要补充,其主要形成于较浅的弱径流水动力环境,最终与水动力局部滞留区的热成因气混合,可显著减小该地区热成因甲烷气的δ¹³C₁值。煤层气富集在构造演化、聚煤环境以及水动力条件耦合作用机制下,主要表现为:(1)沉积作用导致聚煤中心东西方向多点呈现;(2)盆缘南北方向逆冲构造定格气藏陡倾格局;(3)水力封堵制约气水饱和关系。基于此,归纳出3类煤层气富集模式,分别为:宽缓褶皱成藏、复合褶皱成藏与北倾单斜成藏三种模式。发育于宽缓褶皱与复合褶皱的向斜构造相对有利于煤层气富集成藏。基于煤层气成藏地质条件,运用模糊数学层次分析法,针对性优选煤层总厚度、含气量、镜质组含量以及煤化程度等9个评价参数,构建隶属度评价体系,建立适用于准南中段地区煤层气富集成藏数学模型。此外,结合最优分割法,将研究区煤层气勘探潜力划分为4类,即Ui<0.58为一般、0.580.71为好。在此基础上,优选出硫磺沟、清水河、呼图壁以及西山等四个煤层富集成藏有利区。