煤层气是煤在漫长的煤化作用过程中生成的以甲烷为主的天然气,主要以吸附态储集在煤层中,俗称瓦斯,在开采煤矿过程中可能发生瓦斯爆炸,对煤炭的安全开采造成了严重的威胁,曾一度被视为有害气体,被直接排放到大气中,对大气环境造成了严重威胁。随着科学技术的进步与世界能源格局的调整以及世界各国日益重视环保问题,煤层气逐渐被世界各国视为一种战略后备能源。开采煤层气既可以减少或消除煤层瓦斯灾害,又能够作为未来天然气能源的补给,成为了一种宝贵的优质洁净新能源。20世纪50年代已经开采了煤层气的零星开发,1953年第一口煤层气气井在圣胡安盆地投产了,煤层气产量0.21万-1.2万m3/d。70年代末,煤层气资源的大规模开采已有了基础。1980年12月12日Oak Grove煤层气田在美国的阿拉巴马州黑勇士盆地建成投产,到1994年底,美国已经钻探了6000多口煤层气井,其中有5500多口煤层气井投入生产,年产煤层气量越210亿m3,这标志着现代煤层气工业的诞生。多年来美国在煤层气勘探开发领域积累了丰富的经验和技术,并取得了显著的效应,这也激励了世界各国在煤层气工业领域的开展。目前煤层气已经进入商业开发阶段,很多的开发技术和手段还不完善,需要在投入更多的精力进一步对煤层气开发的各个技术环节展开进深入研究,为煤层气开发提供更多的技术支持。首先,煤是由高度交联的大分子网和其他互不交联的大分子链组成的多孔介质；其次,煤层作为煤层气的生气层和储集层,具有割理发育,孔隙度低,渗透率小,比表面积大,机械强度低,易受压缩,非均质性强,储层压力低等特点,与常规砂岩储层有很大差别。这些特点决定了煤层受钻井过程容易吸收或吸附各种气体和液体,这些外来入井液根据需要往往含有各种添加剂,其侵入煤储层势必对煤岩的表面性质产生重要影响,进而煤层中气、液两相的渗流,最终影响煤层气排采开发效果。目前在钻井液侵入对煤岩表面性质及渗流特征方面还没有进行系统研究,因而在此方面的进行深入研究有助于对煤层气储层伤害机理和煤层气开发现状等进行分析。本文选取了不同矿区的高阶煤岩作为研究对象,采用理论与室内试验相结合的技术路线,从以下四个方面入手深入分析了钻井液侵入对煤岩表面性质及气、液两相渗流特征的影响机理：①选取不同矿区的高阶煤岩,对煤岩的表面性质进行研究。②钻井过程中,考虑到钻井工艺和储层保护的需要,往往在钻井液中加入各种添加剂。因此,在钻井液中加入不同表面活性剂,研究表面活性剂对煤岩表面性质的影响具有重要意义。③调节钻井液的pH值,研究在不同pH值下的煤岩表面性质。④钻井液侵入前后,煤岩表面性质与气水界面张力将会发生改变,研究钻井液处理前后,煤岩润湿性与气水界面张力改变前后储层气-水的渗流特征。研究结果表明在钻井过程中,钻井液的侵入溶液引起煤岩润湿性与气水界面张力的改变,特别容易引起煤储层气水渗流的变化。为了减少或避免钻井液侵入对煤层气储层的伤害,提出了钻井过程中钻井液添加剂保护和改善煤储层的方法：通过钻井液侵入煤储层前后,煤岩与气水表面性质的变化分析,选择适合煤层气储层的钻井液添加剂体系,利用稳态法煤心污染动态评价试验,测定钻井液侵入煤样前后气-水两相相对渗透率的变化,以此来评价该钻井液添加剂是否能够起到保护煤储层和改善煤层渗流特征的作用。