近年来,鄂尔多斯盆地北部大牛地地区深层煤层气勘探取得重大突破。利用区域地质资料、岩心观察、显微组分分析、扫描电镜、工业分析、压汞测试、低温液氮吸附、二氧化碳吸附、甲烷等温吸附以及现场含量测试等多种技术多段,研究大牛地地区深部煤层的空间展布、煤岩煤质、储集性和含气性等地质特征,以明确该区深层煤层气勘探潜力。结果表明,大牛地地区主力煤储层太原组8^#煤层:(1)全区稳定分布,厚度2~14 m,镜质体反射率(R_o)1.7%,上部层段发育光亮-半亮煤,灰分较低,煤质条件较好,具备煤层气富集的物质基础。(2)微孔和宏孔都较发育,以微孔为主,占比为67.5%,低灰光亮-半亮煤的总孔容、孔隙比表面积、微孔占比及孔隙度较大。(3)顶板发育厚层灰岩与暗色泥岩,构造简单,地层含水量低,属于干煤含气系统,总含气量20.3~47.1 m³/t,游离气占比33.2%~66.2%,煤储层具有吸附气-游离气双富特征。(4)含气面积2 003 km²,资源量5 422×10~8 m³,资源丰度2.71×10~8 m³/km²。鄂尔多斯盆地北部深部煤层具有有利煤层气地质特征,是重要的勘探开发目的层。