为了揭示含煤岩系沉积环境对煤层气富集条件的控制作用,在研究沁水盆地石炭二叠系太原组和山西组岩相古地理的基础上,分析了不同古地理单元内煤层厚度、煤储层物性、煤层围岩组合及含气量变化特征,从沉积的角度提出了太原组和山西组煤层气富集条件的主控因素。研究表明,形成于障壁-潟湖-滨外陆棚成煤环境的太原组煤层,总体上北厚南薄,形成于滨海三角洲环境的山西组煤层整体上表现为中部厚两端薄。山西组3号煤层和太原组15号煤层的镜质组含量及镜惰比最大值均出现在盆地的南部,且由南向北镜质组含量降低,相应的惰质组含量增高;太原组硫分含量要远高于山西组,太原组灰分产率表现为南高北低,山西组灰分产率则呈现为中北部高。太原组和山西组煤储层中的微裂隙密度随着镜质组含量的增高而增大,随着惰质组含量的增高而降低,认为可以通过含煤岩系沉积环境来定性预测煤中微裂隙的发育程度。太原组和山西组含煤岩系共划分出8类典型围岩组合类型,其中太原组6类,山西组2类,认为成煤后围岩岩性及其组合相比较于煤厚和煤储层物性对于煤层气的富集更为重要;在相似埋深和煤级的前提下,太原组煤层含气量整体上呈现为下三角洲平原9#>下三角洲平原15#>障壁-潟湖15#>障壁-潮坪15#>三角洲前缘15#>碳酸盐台地15#,煤层气聚集区易出现在碳酸盐台地石灰岩欠发育和潟湖、潮坪及三角洲分流间湾泥岩发育的地带;山西组3号煤层含气量整体上呈现为三角洲前缘>下三角洲平原,含气量高值区则主要受控于三角洲分流间湾的泥岩厚度。区域预测盆地北部寿阳-阳泉-昔阳和盆地南部襄垣-屯留-马必等两地区为太原组煤层气的富集区,盆地中北部和顺-左权-武乡-沁源和盆地东南部等两个地区为山西组煤层气的富集区。