为了揭示不同煤阶控制下煤系气运移的关键储层物性特征及差异性，选取国内具有代表性的鄂尔多斯北部高煤阶含煤区块、鄂尔多斯东缘临兴地区中煤阶含煤区块和二连盆地白音华煤田低煤阶含煤区块为研究对象，基于显微裂隙、扫描电镜、压汞、低温液氮吸附等实测数据，对不同煤阶储层孔隙类型、孔隙结构、孔渗性进行了分析，根据优势孔裂隙的发育程度将储层分为纳米级孔隙优势发育型、微米级孔裂隙优势发育型、纳米级-微米级孔裂隙均等发育型、微米-厘米级孔裂隙优势发育型，并对不同煤阶储层差异性原因进行了研究。结果表明，高煤阶地区煤储层为纳米级孔隙优势发育型，致密砂岩储层为纳米级-微米级孔裂隙均等发育型，泥页岩储层为微米级孔裂隙优势发育型;中煤阶地区煤储层为纳米级孔隙优势发育型，砂岩储层为纳米级-微米级孔裂隙均等发育型，泥页岩主要为微米级-厘米级裂隙优势发育型;低煤阶地区煤储层为纳米级-微米级孔隙均等发育型，砂岩储层为微米级孔裂隙优势发育型。煤储层中孔含量低、砂岩储层孔隙和喉道连通性差、泥页岩储层中孔含量低是阻碍煤系气渗流和运移的直接原因。煤系储层物性由好到差依次为低煤阶储层、中煤阶储层、高煤阶储层。随煤阶增高，煤储层大孔和小孔含量降低，微孔含量增加，中孔变化较小;砂岩储层和泥页岩储层大孔和中孔含量降低，小孔、微孔含量呈增加趋势。不同煤阶煤储层物性差异主要与煤变质程度有关;砂岩储层和泥页岩储层物性差异，主要由成岩作用造成。