近年来,煤系气资源的开发主要集中在埋深800m附近的地区,随着浅部开采技术的成熟和开发过程的不断深入,开发的重点也开始向储量更丰富的深部转移,以山西省为例,埋深在1000m-2000m的煤层气资源量达到了18.71万亿立方米,占据了全国资源的63%。除此之外,山西沁水盆地深部地层的构造复杂性形成了砂岩+煤、泥岩+煤和砂岩+煤+泥岩的典型组合,而煤系气资源中的页岩气和砂岩气在此处的储备也十分可观,若能在开采煤层气的同时对这两种资源进行开发,将对我国的能源转型和社会发展起到重大的推动作用。但深部煤系气储层有着不同于浅部的特点,如更高的地应力、高于常温的温度和低渗性都阻碍了对深部资源的开发,如果要采用水力压裂方式进行开采,就必须了解储层的渗流特性,因此开展深部储层的渗流特性及其控制因素的研究,对深部煤系气资源的开发有重要的指导意义。本文以沁水盆地榆社-武乡区块的煤、砂岩和泥岩及不同的组合为样品,首先根据有机质特性、岩性特征和含气性预估了三种煤系气资源的产气能力和储量,为预测压裂裂缝的发展和延伸计算了储层脆性指数;分析了三维应力、孔隙压力和含水率对单一和组合样品的影响机理;通过蠕变-渗流实验探究了在长期高地应力下深部储层的渗透特性;以预制裂缝样品代替水力压裂后的样品,对比了压裂前后的渗透率情况,得到了水力压裂的增透效率;分析了水力压裂的机理;解释了压裂设备的工作流程;分析了流体的运移和高压水的双重作用。主要结论如下:（1）通过计算砂岩和泥岩的脆性指数可知,两种储层的脆性较好,有利于压裂裂缝在储层中扩展,煤储层中含量最高的镜质组挥发有利于内部裂隙的形成,促进了裂隙的延伸,有助于形成裂缝网络;成熟度和有机质等方面均表明三种煤系气储层的产气潜力很大,含气性也说明深部煤系气的资源储量较为可观,均具备开发的潜力。（2）单一和组合样品的渗透率随三维应力的增加而降低,降低趋势为指数函数;随孔隙压力升高,渗透率呈现出先降低后升高的二次函数的变化趋势;气体的相对渗透率也随含水相对饱和度的增加而降低;组合样品渗透率的高低取决于渗透率低的泥岩;通过方程拟合出了三维应力-孔隙压力耦合影响渗透率的曲面方程,并分析了水分对耦合影响的加强作用。（3）样品在每级应力下蠕变时,体积变形特征为先明显变大之后逐渐平稳,对应的是渗透率变化为快速降低后趋于平稳,通过对变化趋势分析,拟合出了两者的变化方程,分析组合样品的蠕变-渗流特征可知,组合样品的变形特征和渗流特征分别由强度小的煤和渗透率低的泥岩决定;将蠕变-渗流过程分为了体积压缩和体积膨胀的两个阶段;推导了蠕变过程中关于渗透率和体积应变的模型方程。（4）对比了完整和含裂缝样品,得出水力压裂后,储层的渗透率会提高2-3个数量级;简要说明了水力压裂的工作流程;解释了水力压裂的机理为破坏储层内聚力,形成裂缝,连接裂缝网络而提高渗透率;结合研究区的情况,分析了气体和水的运移,其中深部储层的特征对气体的解吸有很大影响;水进入储层后不仅会压裂储层,加快气体流动、提高渗透率,还会阻碍气体渗流,形成较高的启动压力梯度,但储层压裂后渗透率变大会降低启动压力梯度,在渗透率到达某一门槛值甚至会消失,相比较而言,利大于弊,深部气体采用水力压裂的方式开采是可行的。