【目的】地温场是控制深部煤层气赋存相态、渗流产出的关键地质条件,开展地温场研究有助于深部煤层气资源评价和高效开发。【方法】基于鄂尔多斯盆地临兴–神府区块8+9号煤钻井、测井、试井和测试实验等数据,总结深部煤储层地温场区域分布规律,分析地温场对储层含气性和物理性质的影响,揭示地温场的控制因素和机理,提出区域地温场差异控制模式。【结果和结论】(1)研究区现今煤层温度平均约52℃,地温梯度介于1.72~2.64℃/hm,平均约2.21℃/hm,属于正常偏低–正常地温梯度范围;(2)地温场与煤层吸附气和力学性质呈负效应,与渗透率呈微弱正相关趋势。地温梯度和储层温度越高,煤层含气量转折深度越低,吸附–游离转换量越高,且对储层有所改善使渗透率有所增加,但煤峰值强度和弹性模量越低,塑性增强;(3)地温场受埋深、构造、地下水以及岩石热导率等多个因素影响,主要体现在地层横向热导率值差值较小导致热量横向运移聚集隆起区域而形成较高地温场,断层破坏地层或沟通地下水导致热量散失而形成偏低地温场;(4)研究区发育4类控温模式,包括以正常地温梯度但储层温度受埋深影响的普适性水平地层控温模式,受热量横向运移影响为主的紫金山基底隆起控温模式,受断层影响为主的临兴北部和神府西部断裂型控温模式,受断层–地下水主导的神府东部复合型控温模式。研究揭示了地温场分布规律及其对深部煤储层物性特征的影响,在其他条件类似情况下,具有较高地温场的构造高点更富含游离气,应成为推动深部煤层气高产的重要评价区域。