我国煤层气资源丰富,开发利用这一新型洁净能源,对于优化我国能源结构、增加能源供给,减少温室气体排放、改善大气环境,从根本上解决煤矿安全问题均具有重大意义。但是，煤层气项目开发是一项极为复杂、大型的系统工程,具有投资金额大、投资回收期长、技术工艺复杂等特点,开发的过程中伴随着大量的随机因素,从而导致了煤层气项目开发的高度风险性和不确定性。传统的煤层气项目投资决策方法没有考虑到建设项目受到外部环境影响的不确定性,以及在项目推进过程中所蕴含的管理灵活性,不能够及时的依据外界信息的变化来修正项目的战略和决策,常常低估了煤层气项目的投资价值。针对传统投资决策方法的不足,本文引入了实物期权分析方法。首先阐述了实物期权的基本理论,并对其研究和发展进行了综述。其次,结合煤层气项目开发实践,对煤层气项目投资的特点及项目运作过程中的不确定性进行了分析,并利用二叉树方法对煤层气项目所蕴含的放弃期权、扩展期权和选择期权的价值进行了评估。再次,本文利用偏微分方法构建了煤层气项目最佳投资决策时机模型,将投资决策时机由定性选择转变为定量选择,并通过具体案例说明了实物期权方法在煤层气项目应用中的适用性和可行性。在迅速崛起的煤层气行业大背景下,本文的研究将有利于推进实物期权理论在煤层气投资决策领域的应用,有利于改进现有的煤层气项目价值评估方法,对于形成科学的煤层气项目投资决策机制,促进煤层气产业快速发展具有重要意义。