新疆准南地区煤层气资源丰富,是未来国家煤层气发展规划的勘探开发示范基地。与沁水盆地等现有的煤层气产业基地相比,准南煤田除了煤阶低外,还具有煤层层数多、厚度大、含气量低等特点,需制定针对性的开发策略。对于这类多煤层叠置煤层气资源,本着“以层补量”的开发思路实施多层合采可大大降低成本,提高效益和资源采收率,压裂选层成为目前开展合采首要解决的问题。本论文基于野外地质调查、钻孔资料、区域和煤田地质资料,结合大量煤岩、煤层气样品的室内实验测试,揭示了准南西山窑组煤岩发育特征,建立了层序地层格架,识别了沉积相,恢复了岩相古地理,查明了煤系地层储层特征,划分了多层叠置含煤层气系统,构建了选层指标体系与方法,实现了压裂煤层的优选。研究区西山窑组地层分布表现为西厚东薄、北厚南薄,沉积环境主要为三角洲相-湖相沉积。自上而下可被划分为3个三级层序,以发育低位、湖侵和高位体系域为主,局部发育强制湖退体系域。聚煤作用主要发生于层序Ⅰ,其次为层序II。成煤环境有三角洲平原间湾、河漫湖泊及滨浅湖,其中湖侵体系域的早期和晚期分别对应滨浅湖和三角洲平原聚煤环境。西山窑组发育有多套厚煤层,以原生结构煤和碎裂结构煤为主,储层原位渗透率较低,而含气量较高且兰氏压力普遍较大。宏观煤岩类型以半亮~半暗型为主;显微组分以镜质组为主,惰质组次之,壳质组最少;煤质以低水、低灰、低硫、高挥发分为特征。微观层面上,煤岩以发育微小孔为主,中大孔相对不发育,孔隙连通性处于中等-较好水平,比表面积整体上低于高阶煤。核磁共振显示玛纳斯河至呼图壁河之间煤储层的渗流孔和裂隙最为发育且连通性最好。准南侏罗系西山窑组煤层气成藏富集受控于沉积、构造和水动力条件3方面因素。首次基于此建立a高角度单斜断层封堵改善富集高产型、b中角度单斜多煤层、多泥质岩性封闭富集、c低角度单斜粗碎屑岩性水洗残余型3种成藏模式。结合层序地层划分和含气量变化特征,西山窑组被划分为3个相互独立的含气系统,每个独立的含气系统自上而下含气量变化呈由低变高(再到低)的规律,含气量相对高值区多处于中下部。3个含气系统的间隔位置处存在一定厚度的黑色泥岩,使得3个含气/含水系统相对独立。因此,全区相对稳定发育的黑色泥岩可以被认为是划分准南地区多层叠置含气系统的隔水阻气关键层。梳理了有利储层表征参数,包括资源相关参数、工程相关参数和其他相关参数,资源相关参数含煤层厚度、横向展布等要素,工程相关参数包括固井质量等要素,其他相关参数包括煤层埋深等要素。在此基础上,根据新玛参3井实际施工情况,筛选部分关键参数构建了选层指标体系,然后在3个含气系统框架内,按相关参数的打分赋值求和优选了2#+5#煤层和8#+10#煤层2套合层排采组合方式。