鄂尔多斯盆地是中国最重要的石炭系-二叠系煤层发育区。近年来,盆地东缘2 000 m深度以深煤层气勘探的持续突破,促使深部煤层气勘探开发成为煤层气增储上产的最重要方向。盆地北部大牛地气田阳煤1HF井在2 800 m深度获得高产工业气流,再次实现深部煤层气勘探的重大突破,极大地提升了业界对释放深部煤层气资源潜力的信心。依托阳煤1HF井测试结果,结合大牛地气田上古生界气藏地质研究,分析石炭系太原组煤岩煤质特征、含气性及物性特征。基于此,进一步探讨深部煤层气高产潜力的地质控因,并明确了“饱和加砂、有效支撑”压裂建立区域缝网是关键。研究结果表明,上古生界太原组8^#煤层和山西组5^#煤层分布稳定、厚度较大、热演化程度较高和游离气丰富,开发地质条件优越,与浅层煤层气赋存及生产特征明显不同。高热演化程度、灰岩和泥岩顶板的良好封盖条件是大牛地气田深部煤层气富集的主控因素。结合国内最新进展,指出中国2 000 m深度以深的煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大,是中国天然气资源“增储上产”的新兴领域。