为了助力沁水盆地东北部煤层气高效勘探开发,收集了区域内31个矿井的煤储层厚度与埋深,通过等温吸附试验、压力恢复曲线法、计算推导和孔渗特征实验手段,测定了矿井煤样的兰氏压力、储层压力、含气量、渗透性、含气饱和度、临界解吸压力及孔隙率等参数,结合构造、水文地质背景系统地分析了研究区煤层气地质特征,并从煤层气富集因素的角度出发,建立多层次煤层气开发选区评价指标体系,进行了二级指标敏感性分析,且在研究区太原组15号煤层开展应用,划分了煤层气开发有利区块。结果表明:该区域15号煤层变质条件较高,顶底板以灰岩、砂质泥岩与泥岩为主,煤层厚度在4.30~8.25 m之间,平均埋深389 m,属于中~浅埋深,储层压力较小,平均0.67 MPa,含气量在2.61~19.50 m³/t之间,平均含气量9.37 m³/t,吸附能力强,兰氏压力平均36.65 m³/t,渗透性与孔隙率较差,平均渗透性0.029 mD,平均孔隙率5%;煤层气富集主要受煤层埋深控制,相较浅部,深部煤储层煤层厚度,孔隙率变化不大,而兰氏压力高,渗透率低,储层压力、含气性大,更有利于煤层气储存;将研究区煤层气开发潜力划分为5类,其中和顺、寿阳与阳泉区域是研究区勘探开发优势区块;兰氏压力、渗透率、含气饱和度与临界解吸压力等参数较低,是未来煤层气开发的主要不利因素。