鄂尔多斯盆地是中国煤层气勘探开发的热点地区之一。盆地内煤层气赋存地质条件复杂,盆地原型及构造样式多变,成煤时间早、演化程度高、构造变动强烈。煤储层普遍具有低孔、低渗、低含气饱和度用高非均质性的特点。针对以上问题,本论文从煤系地层的沉积特征、煤储层的物性特征及空间展布特征三个方面进行研究,结合Petrel软件对鄂尔多斯盆地东南部本溪组11号煤层和山西组3号煤层的孔隙度、渗透率及含水饱和度三个参数进行随机建模,综合研究并划分出煤层气富集区。通过对煤系地层本溪组、太原组和山西组的沉积体系与沉积微相的研究,发现本溪组以障壁海岸沉积体系为主,由东至西分别发育了浅海陆棚、障壁岛、潟湖及潮坪沉积;随着海侵范围的扩大,研究区在太原期潟湖和障壁岛沉积消失,主要发育浅海陆棚和潮坪沉积;在山西期,由于海水的退出,滨浅湖及三角洲沉积体系在全区广泛发育,滨浅湖沉积在中部地区呈NNW-SSE向展布,三角洲沉积体系在以三角洲前缘亚相为主,分布在研究区的南部和北部地区。本溪组顶部的11号煤层在全区广泛发育,煤层厚度大、连续稳定分布。在研究区中部延长—宜川地区厚度最大,一般大于5m,最大厚度可达9m,整体上呈NNW—SSE向展布。煤层埋藏深度由东南部的1700m增加到西北部3300m。山西组下部的3号煤层,分布较为广泛但整体连续性差,层数多但单层厚度小,单层厚度在1～3m之间。埋藏深度稍浅于11号煤。通过对煤样的观察描述与测试分析,研究发现11号和3号煤层宏观煤岩类型为半亮煤,宏观煤岩组分以亮煤居多。变质程度从东到西随着煤层埋藏深度的增加而增高,两煤层Ro,max一般大于1.7%。孔隙、裂隙在全区较为发育,但两煤层孔隙、裂隙均有被矿物充填的现象,充填矿物多为方解石、黄铁矿及黏土矿物。利用Petrel软件建立了 11号与3号煤层的孔隙度、渗透率及含水饱和度3个参数的6个模型,将其与两煤层的沉积特征结合,最终认为煤层气在宽缓的构造高部位及封闭性较好的单斜地带易于富集。在地理位置上反映出研究区中部延长地区及东南部宜川地区煤层气富集程度较高,是下一步勘探研究的重点。