延川南区块主力煤层山西组2#煤煤层气开发逐步进入消减阶段,亟需开展接替层系太原组10#煤成藏特征及开发潜力研究。基于区域地质、测井、分析测试和生产等资料,从沉积、构造、储层及保存条件等方面精细刻画10#煤成藏特征,优选有利区。结果表明:(1)10#煤层具有全区分布连续、厚度中等、埋深适中、构造稳定、断层发育少、生烃和吸附能力强、原生-碎裂煤为主和保存条件好的特征,奠定了良好的煤层气富集条件;(2)在“沉积控储、构造控藏、保存控富”三因素成藏特征认识的基础上,建立富集区评价标准,优选Ⅰ类和Ⅱ类有利区面积共118.2 km²,预测资源量66.2×10~8 m³;(3)Ⅰ类有利区部署定向井和水平井,采用有效支撑压裂工艺,试采显示最大日产气量分别为2.9×10~4 m³和6.2×10~4 m³,攻关取得重要突破。研究成果对区块下一步开发方向及鄂尔多斯盆地中深层、中薄煤层煤层气开发具有指导意义。