鄂尔多斯盆地煤层气勘探开发取得重大突破。为进一步明确深部煤层气富集的地质规律,系统分析了石炭系本溪组8号煤层的生烃演化机理、成储演化过程、岩性组合和差异运聚特征,并指出盆地煤层气勘探前景和下一步勘探的有利区块。研究结果表明:(1)本溪组8号煤层主要沉积于覆水草木混合沼泽环境,且在盆地内呈稳定发育,具有“生气强度高、持续时间长”的生烃演化特征,为煤层气的成藏奠定了物质基础;(2)深部煤层具有“哑铃”型的双孔径分布特征,储集空间主要包括细胞组织孔和气泡孔等有机质孔,以及大量发育的割理-裂缝网脉,微孔占比大于60%,孔径分布受成熟度影响明显,明确了煤层的4阶段成储演化规律;(3)深部煤层的含气量高,平均含气量为21.7 m³/t,游离气含量占比平均可达24.48%,吸附气赋存于微孔中,游离气赋存于宏孔和裂缝中;(4)岩性组合控制了煤层气呈立体差异运聚,煤岩-泥岩组合和煤岩-灰岩组合的封闭性好,有利于烃类原位滞留富集形成煤层气,并据此建立了“持续生烃、源-储-聚一体、立体排烃、差异富集”的深部煤层气富集成藏模式。依据煤层气的地质特征,划分了3大类有利勘探区,形成了深部煤层气富集地质理论、地球物理勘探预测、“贯通式”缝网全域支撑压裂技术和高效开发的地质—工程一体化理论技术体系,为深部煤层气的效益动用奠定了坚实基础。该认识以期对开创深部煤层气勘探开发大场面、推动中国其他盆地深部煤层气的勘探突破以及引领深部煤层气产业快速发展具有借鉴意义。