为了明确深层煤岩成煤期成煤环境及其对煤岩微观孔隙结构和储集性能的控制作用,以鄂尔多斯盆地西南部山西组深层5号煤岩为研究对象,开展宏观煤岩观察、煤岩煤质测试、电镜扫描、气体吸附等相关测试,对深层煤岩成煤期煤相特征、煤岩微观孔隙结构特征及储集性能进行了研究。结果表明,山西组深层5号煤岩煤质整体表现为特低水分产率、中灰分产率、特低挥发分产率和中—高固定碳,煤岩平均镜质体反射率为2.38%;煤岩中镜质组含量为42.09%~72.49%,平均为60.60%,惰质组平均含量为27.34%,未见壳质组;基质镜质体、均质镜质体和半丝质体是煤岩主要有机亚显微组分,成煤期成煤环境以潮湿森林沼泽相为主,覆水深度较大、水动力微弱;层理缝、气孔和植物组织胞腔孔是主要的储集空间类型,另有少量的粒间孔和黏土矿物晶间孔;微孔和孔隙半径小于22 nm的介孔为山西组深层5号煤岩储集空间,较大尺寸介孔孔隙结构非均质性更为显著;强覆水、弱流动成煤环境利于镜质组的发育,即微孔是山西组深层5号煤岩的主要储集空间;高凝胶化作用下,煤岩有机质对陆源碎屑的吸附、粘连作用使得较大尺寸介孔的非均质性强。