鸡西盆地城子河组主要发育三角洲相和湖泊相,部分区域发育河流相。城子河组沉积早期,盆地北部三角洲和南部三角洲连成一个整体,盆地东部为滨浅湖、深湖-半深湖亚相;城子河组沉积中期,南北两个三角洲主体分离,盆地中部发育湖泊相而盆地东部一定区域内发育较大规模湖湾沼泽,盆地西北和东南边缘发育冲积平原;城子河组沉积晚期,南北两个三角洲的规模进一步扩大,另外盆地冲积平原的规模也随之扩大,而盆地中部的湖泊相规模缩小。鸡西盆地城子河组沉积时期有利的成煤环境为南北两个三角洲平原亚相和部分时期发育的湖湾沼泽亚相。鸡西盆地城子河组主要煤层顶板岩性组合类型可以分为三种:泥质岩类优势型顶板、坚硬岩类优势型顶板和破碎型顶板,其中泥质岩类优势型顶板对于煤层气的富集和保存最为有利。盆地大部分区域发育沉积物较细的沉积相类型从而在盆地大部分区域形成泥质岩类优势型顶板盖层,坚硬岩类优势型顶板只发育在盆地边缘少部分区域。由此可见鸡西盆地的煤层气勘探潜力较大。鸡西盆地城子河组主要煤层显微煤岩组分以镜质组为主,主要煤层宏观煤岩类型为光亮煤,属高灰分低硫煤。主要煤层煤阶为气煤、焦煤。盆地煤层的变质程度较高,具有良好的煤层气生成潜力。鸡西盆地北部鸡东凹陷和南部穆棱凹陷地质构造以挤压型大型复向斜为主,对于煤层气的富集和保存是有利的。盆地煤层含气量具有随煤层埋深的增加而增高,盆地北带鸡东凹陷煤层比南带穆棱凹陷煤层埋深大。鸡东凹陷和穆棱凹陷水文条件相对简单,主要通过水力封堵和水力封闭控气作用对煤层气富集产生有利影响。盆地南部敦密断裂带附近断裂发育,地层富水性强并与煤层水力联系较好,地下水在循环过程中导致煤层气的逸散。综合各种地质条件划分出鸡西盆地的2个煤层气有利区带:兰岭-东海煤层气有利区,合作煤层气有利区。