本项目紧密围绕1）煤层气生成的动力学过程；2）煤层气储集机理及成藏响应；3）煤层气藏富集分布及主控因素；4）煤层气经济开采的基础理论四个关键性科学问题，针对中国煤层气的地质特点，借鉴常规油气研究中成熟的理论和行之有效的方法，进行地质学、地球化学、地球物理、化学动力学、生物学、渗流力学等多学科联合与交叉研究，从机理上解决问题。以沁水盆地、鄂尔多斯盆地和淮南地区为重点研究区，以点带面，点面结合。以成藏机理、主控地质因素和经济开采机理为重点研究内容，利用相应的物理模拟和数学模拟，并辅以必要的科学探井工程，提出我国煤层气富集理论，建立适合我国地质条件的煤层气勘探开发基础理论，为煤层气资源分布预测和经济开采提供理论基础。 　　围绕要解决的关键科学问题，本项目的主要研究内容有以下5个方面： 　　1．煤层气形成的动力学过程及资源贡献 依据含煤盆地热力学背景条件及煤层演化特征，研究煤层气生成的热动力学过程；对各种煤层气样和配套的煤样，进行系统的组分和各类同位素测试与研究，确定其基本地球化学组成与变化特征；系统研究煤层气与煤成气的地球化学差异，划分煤层气的成因类型，建立煤层气成因类型的综合判识体系，确定各成因类型的资源贡献；建立煤层气（烃类和非烃类气体）在煤层中迁移时组分和同位素变化的示踪模型，为研究煤层气的成因和运移规律提供科学依据，结合相关的煤田地质构造特征及条件，建立煤层气成藏过程的地球化学综合示踪体系。本项研究内容设置1个课题。 　　2．煤层的储集性能及控制因素 研究煤储层非均质性的空间分布特征，建立定量描述方法；阐明高渗煤储层形成的地质机理，预测煤层渗透性的空间变化规律。传统的Langmuir单分子层理论、BET多分子层理论等，大多是在低温（气体临界温度附近）、低压（饱和蒸汽压力以下）的实验条件下，针对固-气两相体系中的吸附过程得出的经验公式。这与处于地下超临界状态、固-液-气三相耦合体系的煤储层的客观实际有明显差别。在模拟煤储层条件下，对系列煤样进行等温吸附-解吸试验研究和理论分析，结合煤层气生产实践，总结归纳出更精确地刻画、描述煤吸附等温线的理论和模型。同时，研究不同煤化作用阶段、不同类型的煤对煤层气的吸附-解吸特性，了解煤变质、煤岩组分等与煤吸附能力的关系。本项研究内容设置"煤储层物性非均质性及控制机理"和"煤层的吸附特征与储气机理"2个研究课题。 　　3．煤层气的成藏条件及分布规律 根据煤储层和煤层气自身的特点，从成藏动力学的角度，研究构造动力、水动力、地热力对煤层气富集成藏的影响及作用机制。通过对若干典型煤层气藏的系统剖析，研究煤层气藏形成条件、成藏过程及后期变化；在对比与归纳的基础上，建立煤层气成藏模式，提出气藏类型划分方案。本项研究内容设置"煤层气藏动态平衡的动力学条件研究"和"煤层气成藏条件、气藏模式及富集理论"2个课题。 　　4．中国煤层气有效资源潜力及预测 研究影响煤层气有效资源的地质因素，从煤层气可采性的角度，确定煤层气有效资源的评价原则及其科学依据；根据主导地质因素进行煤层气区带划分，评估各区带煤层气有效资源前景；分析全国煤层气有效资源的分布特征及控制因素，建立煤层气富集区带分布的地质控制理论，指出我国煤层气勘探方向。本项研究内容设置"中国煤层气有效资源潜力及分布"和"煤层气藏高分辨率探测的地球物理响应"2个课题。 　　5．煤层气经济开采基础理论 针对煤储层的特殊性，研究开发过程中煤储层压力、地应力场变化时煤层孔隙（裂隙）、含气饱和度、渗透性和煤储层非均质性的变化规律和机理；从水-岩相互作用和水-气互动的过程，研究致密低渗透煤层气解吸、流动规律，建立复杂介质条件下多相流体物理-化学渗流机理与流-固耦合渗流理论；提出增大煤层导流能力、提高煤层气解吸及渗流速度方法的理论体系。本项研究内容设置"煤层气藏开发基础理论研究"和"煤层气经济开采增产机理研究"2个课题。