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为了研究沁水盆地南部太原组15号煤储层产能地质控制因素,论文以煤层气地质理论为基础,结合水文地质学理论,依托沁水盆地大量、长期的煤层气井产出水及顶板灰岩的分析测试资料、排采以及各种煤储层分析等实际数据,采用统计、对比、实验、模拟等方法,研究了太原组15号煤储层的产能影响因素,得出如下结论和认识:15号煤层厚度在1～6m,一般在2.0～4.0m之间,埋深总体上在400～1000m之间,煤的含气量多在10～20m3/t,孔隙度介于0.38%～9.98%,平均为5.17%,渗透率一般在0.02～0.08×10-3μm2之间,平均0.044×10-3μm2,储层压力相对较低。顶板灰岩的核磁孔隙度在0.3678%～2.18%,而煤孔隙度较高;与煤不同,灰岩的T2谱连续性好,不存在像煤中的吸附孔和渗流孔的明显分界线,孔隙结构连通性较好。15号煤煤层气井产出水的离子类型在排采初期是Na-Mg-Cl型,之后过渡为Na-HC03-Cl型,矿化度总体较高,pH值在雨季下降幅度大,同位素测试δD值在-82‰～-84.8‰之间,δ180值在-11.1‰～-11.4‰,同位素组成的范围在大气降水氢氧同位素组成范围内,因此受大气降水影响较严重。15号煤在排采中与含水层沟通较好,接受顶板越流补给,实际排采资料中,这些煤层气井的产气量很低或者是未见气。在断层附近,岩石破裂严重,含气量低,地层供液能力强,产水量高,产气量低或不产气。15号煤层与顶板地应力、岩石力学性质的差异,影响压裂裂缝的展布特征和渗透率从而影响产能,研究发现,地应力的大小与渗透率呈负指数相关的关系,水力压裂裂缝方位与主压应力轴方位一致。裂缝的长度与煤岩的弹性模量成正比,与泊松比呈反比关系,与煤层顶板弹性模量和煤层弹性模量的比值呈负对数关系;水力压裂裂缝的高度与煤层顶板弹性模量和煤层弹性模量的比值呈负相关关系。运用地下水模拟软件预测煤层顶板面积为2.328km2时布置8 口疏水井正常排水量为83m3/h,自然状态排水量不大。根据以上分析认为在原始地层状态下,15号煤层和含水层水力联系不大,后期工程作业过程沟通了煤层和含水层,沁水盆地南部太原组15号煤储层产出水接受外来补给,从而影响煤层气井的产能。利用comet3软件对比模拟未加含水层和加入含水层煤层气井产能响应,结果显示未加含水层的煤层气井产能较好,加入强含水层后煤层气直井的产能极差,说明地下水水动力条件是影响沁水盆地南部15号煤层气井产能的关键地质因素。