以煤层气、致密砂岩气及页岩气为主的煤系非常规天然气共探共采是我国天然气产业发展的前缘方向,但关于三类非常规储层相互叠置发育的研究尚处于起步阶段。为此,本文以沁水盆地为研究对象,基于前人测试结果及地质资料梳理,建立了研究区石炭-二叠纪煤系层序地层格架;依托典型钻孔柱状剖面精细描述及含气性特征,划分了含气系统和非常规储层类型;借助连井剖面图和平面分布图,总结了不同类型储层的空间展布规律;从沉积控制和层序格架的角度,分析了不同类型储层形成的地质控制机理。结果表明,山西组~太原组共发育6个三级层序,12个体系域,在垂向上可以划分为四大含气系统,五段有利含气层段;在各有利层段内,煤系非常规储层可划分为5类,即单一煤储层、单一泥岩储层、煤-泥混合型储层、砂-泥混合型储层及煤-泥-砂混合型储层;其中,单一煤储层主要发育在层序SQ1的海侵体系域和SQ5的高位体系域,单一泥岩储层主要发育在层序SQ4的高位体系域,煤-泥混合储层主要发育在层序SQ1、SQ3和SQ5,砂-泥混合储层主要发育在层序SQ3和SQ6,煤-泥-砂混合储层在各层序均有发育。