煤层气作为一种资源量巨大的非常规性天然气资源,已被视为洁净能源和化工原料的重要来源,引起各有关部门的高度重视。山西柳林矿区、晋城矿区已将煤层气作为洁净能源,用于发电和当地居民生活。为缓解中国近期乃至长期能源的短缺局面,研究煤层气地震勘探的方法技术成为迫在眉睫的任务,本课题研究得到亚美大陆煤炭有限公司的支持,该公司决定在山西省沁水盆地马必区块进行较大规模的煤层气勘探和开发。本文首先介绍了关于煤层气的一些地质理论基础包括煤层气的成因、煤层气的运移机理及煤层气的赋存和成藏条件;其次,针对山地地形煤层气勘探的特点提出了一套行之有效的地震采集处理流程,通过对激发条件和接收条件的分析,设计了一种二维地震勘探中间放炮两边接收的观测系统,并且得出了针对不同的激发地层选用不同的井深和药量的认识,针对地震记录干扰波多、能量弱的特点,本文研究使用初至折射静校正、叠前剔除坏炮坏道、地表一致性预测反褶积、精确速度分析与多次迭代求取剩余静校正量、精细叠后处理和精确偏移归位等手段来达到提高数据质量的目的。在对山西省沁水盆地马必区块进行的大规模煤层气勘探实践中,通过调查该地的地质资料和以往物探工作情况,采用本文所设计的地震采集处理流程,初步查明了该区主要煤层的赋存情况,对主要煤层厚度及分带做了预测,掌握了该区块内含煤岩系的埋深、厚度及区域性变化规律,控制褶皱和断层构造的基本特征,主要煤层包括山西组的 2# 和 3# 煤层,太原组的 9#/10#煤层和 15#煤层的埋深及厚度的区域性变化特征。并且指出:①在本区增加偏移距有利于控制构造两翼陡倾角反射界面和断面反射,便于构造对比解释;②本区面波为主要干扰,且一般分布于近炮检距道,大偏移距道干扰较弱或无,增加偏移距可减少面波干扰道数,提高资料信噪比。本文所介绍山地地形煤层气勘探地震采集处理流程取得了很好的效果,确保了后期煤层气参数井和开发井的正确部署,降低了钻探和开发的风险。