鄂尔多斯盆地主要赋存石油、天然气、煤炭和砂岩型铀矿等多种能源矿(藏)。受控于构造和沉积演化等多重因素,煤炭与天然气大范围叠置,在我国现行矿业权设置机制下,因资源需求的迫切性和经济利益分配失衡,矿权叠置问题突出。长期以来,如何高效开发矿权叠置区内被压覆的天然气资源并且避免安全隐患问题一直是合理高效开采能源的世界性难题,迄今缺乏系统的开发技术研究。为此,选取煤炭和天然气矿权完全叠置的神木气田作为研究对象,对比分析煤炭开采和天然气藏开发的特点,并在梳理协同开发难点的基础上,提出基于集群化井位部署的协同开发规划,开展上古生界气藏和下古生界气藏有效储集层的主控因素分析和有利区分布规律研究,评价出有利区平面分布特征,开展井网井型论证,形成四种集群化井位部署模式,通过现场实践取得显著效果,并进一步明确了仍需攻关的协同开发配套工艺。通过研究,提出了“五不同、三统一、整体推进”天然气藏开发理念,建立新的矿权叠置区资源协同开发基本原则,明确了协同开发的难点与规划,运用集群化井位部署、通过时间和空间的错位,分区域和分批次可实现研究区内煤炭与天然气协同开发。基于单砂体为目标的精细地层格架和砂体展布规律研究,确定出研究区储集层空间展布特征,结合成藏主控因素分析,进行有利区评价及分区、多方法优化井网井型,确定适合不同分区的集群化立体式丛式井组部署模式,研究区内多层系致密气藏有效储集层平面上可划分为上古生界有效储集层多边式叠合区、上古生界有效储集层多层式叠合区、上古生界有效储集层孤立式发育区、上下古生界有效储集层叠合发育区。首次结合经济评价进行井网井型优化,结果表明,9井丛井组是最合理的井网模式,并依据不同的储集层分区形成四种“大丛式混合井组、多层系立体开发”模式。后续研究的重点应集中在多井型大井组快速钻井、多层分压工艺、流水线集中压裂、丛式井组采气等技术和地面采气管网串接、设备撬状化、管理数字化等协同开发配套工艺。实践证明,矿权叠置区内多层系致密气藏有利区评价和集群化井位部署不仅实现矿权叠置区内被压覆的天然气资源的安全高效整体开发,又可减少对叠置区范围内煤炭资源开发的影响,是有效解决矿权叠置问题重要技术方法。