本文针对沁水盆地郑庄区块煤层气储层的地质特点,综合运用地质资料、地震资料、取心资料、试井资料、测井资料、实验资料和动态资料,以石油地质学、层序地层学、沉积岩石学、开发地质学和油藏工程学为理论基础,运用小层对比技术、多元回归技术、多层次模糊综合评判技术和现代油藏描述技术和方法,以计算机为手段研究沁水盆地郑庄区块煤层气储层的构造特征、沉积相分布和非均质性,在此基础上对煤储层进行分类评价,并优选出有利区块。在前人研究的的基础上,基于测井录井资料,运用层序地层学结合沉积岩石学的基本理论和方法,对郑庄区块山西组进行小层划分。并将山西组划分为三个小层:山西组上段,3~#煤层和山西组下段。在小层划分的基础上,用岩心资料、测井资料和地震资料对研究区进行微构造研究,搞清楚了研究区内断层的发育分布情况以及微构造的展布特征。在沉积演化分析的基础上,运用岩心资料和测井资料,对研究区的沉积相和沉积微相进行研究,归纳出山西组为典型浅海—三角洲相沉积,沉积微相以分流间湾和泥炭沼泽为主,分流河道微相呈条带状或透镜体状局部分布,有利于煤层气的保存;3~#煤顶底板主要以泥岩、碳质泥岩和泥质砂岩为主,煤层气赋存条件良好。在前人对煤储层性质研究的基础上,通过对比取心岩样与测井响应特征,发现煤层在测井响应的特征为高电阻、高中子、高时差、低体积密度、低岩性密度和低伽玛。根据煤层的“三高三低”特点在测井曲线上识别出煤层,进而标定出煤层识别标准剖面,然后由线到面将煤层在全区域识别出来。通过观察煤层厚度在全区的展布特征,可知研究区域内煤层厚度分布稳定,整体上呈东厚西薄的趋势。在识别出煤层的基础上,建立煤岩特征研究方法,主要包括煤体结构的定量识别和煤储层物性特征表征。通过对比取心煤岩煤体结构与测井响应的特征关系,得到原生结构煤测井响应为高密度、高电阻、低自然伽玛、低声波时差和低井径;构造煤测井响应特征为低密度、低电阻、高自然伽玛、高声波时差和高井径。组合测井曲线建立判断煤体结构的公式,通过判别公式计算煤体结构指数k,当k大于1时为构造煤,当k小于等于1时为原生结构煤。运用公式识别出研究区的原生结构煤和构造煤,发现郑庄区块主要发育原生结构煤,具有成为良好储集层的基础。煤储层具有双重孔隙性质,煤基质的孔隙度极低,一般是割理对煤储层的孔隙性和渗透性做贡献,于是利用煤岩孔隙度来表征煤层的割理发育程度,同时利用煤岩渗透性实验得到的煤岩孔隙度和渗透率关系计算煤层割理渗透率。在此基础上,考虑基质和泥质含量对储层渗透性的影响,利用多元回归方法分别建立原生结构煤和构造煤的渗透率的定量解释模型和原生结构煤的孔隙度解释模型,并依据地质、生产动态和室内实验的结果进行标定,经过大量单井数据的分析研究最终分别拟合出适应本地区原生结构煤的孔隙度和渗透率解释公式及构造煤的渗透率公式。根据孔隙度和渗透率公式模型分别计算出郑庄区块原生结构煤的孔隙度和渗透率及构造煤的渗透率,分别得到原生结构煤的孔隙度和渗透率及构造煤的渗透率的展布特征,分析可知研究区的割理大都处于填充状态。最终从煤储层厚度、煤体结构以及煤储层物性三个方面描述煤储层的非均质性。在对煤储层构造特征、沉积特征和非均质性研究的基础上,选出孔隙度、渗透率、高斯曲率、埋深等11项与储层性质密切相关的评价参数,通过多层次模糊综合评判法分别对原生结构煤和构造煤储层分别进行分类评价。得到原生结构煤储层的有利区分布和构造煤储层的有利区分布,将两套有利区叠合,最终将郑庄区块划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类有利区。为郑庄区块后续开发提供指导和依据。