基于塔里木盆地北缘阳霞矿区煤层气赋存规律不清、勘查程度偏低、资源潜力评价基础较薄弱等问题,综合分析研究区现有煤层气参数井的钻探物探、样品分析、等温吸附及试井排采等资料,系统获取主力煤储层的关键地质参数(厚度、结构、煤岩煤质、含气量、孔隙度、渗透率、储层压力、地应力等),深入探究主力煤储层的发育特征、煤岩煤质组成及煤变质程度、物性特征及研究区煤层气资源潜力。结果表明:区内主力煤层累计厚度较大,煤级普遍较低,以长焰煤和不粘煤为主,煤质较好,水分含量和灰分产率较低,有机显微组分中镜质组占主导,煤体结构相对简单;各主力煤层的含气性良好,煤岩吸附能力中等,兰氏压力和临界解吸压力偏低,整体属于中等饱和度储层;煤储层孔隙度较高,宏观裂隙较发育,连通性中等,但渗透性较差,闭合压力较大,破裂压力与闭合压力差值小,总体上属低渗透、难解吸煤层;采用体积法估算研究区煤层气地质储量为82.18×10~8m³,可采资源量为26.06×10~8m³。综合判断阳霞矿区具备进一步勘查开发前景,然而低临界解吸压力、低含气饱和度、低渗透率是该区未来煤层气开采面临的主要制约因素。