煤层气(Coalbed Methane)属于非常规天然气,是煤系地层中以腐殖质为主的有机质在成煤过程中形成,并主要以吸附状态赋存于生气源岩(煤层、炭质页岩、泥岩等)中的自生自储式天然可燃气体,其主要成分是CH4,还有少量的CO2、CO、SO2及NxOy等气体。煤层气勘探开发是21世纪接替常规天然气资源最有前景和最为现实的途径之一。煤层既是煤层气的源岩,又是煤层气赖以储存的载体,以其特殊的性质和与煤层气特殊的结合方式而有别于常规油气储层。作为一种有机储层,必须具备一定的孔隙和足够大的比表面积,才能有效储存煤层气；同时又必须具备一定的、相互联通的裂隙,才能使煤层气有效产出。煤层气储层伤害是指在煤层气钻井、完井及投产阶段,在储层中造成煤层气产能减少的各种阻碍。在钻井和完井施工中引入的外部介质直接与煤层气储层相接触,不可避免地要侵入到煤层的孔隙和裂隙中去。固相颗粒会造成孔隙通道的堵塞,泥浆滤液与煤层不配伍形成沉淀,碱性的滤液引起水敏性矿物的体积膨胀等等,都会造成煤层气储层的伤害。煤层气储层伤害评价技术是煤层气勘探开发过程中重要的技术,也是提高煤层气勘探和开发成果的重要环节。在勘探中,有利于对煤层气储层的发现和对煤层气储层的正确评价；在生产过程中,有利于提高煤层气产量及煤层气开发的经济效益,促进储层的稳产和增产及最大限度的利用煤层气资源,也关系到煤层气田勘探开发的成效。近些年来,随着煤层气勘探开发的进步,已形成了从煤层气储层特征和潜在伤害因素分析、储层敏感性评价技术和钻井、完井、投产到压裂酸化及井下作业过程中保护煤层气等配套实用技术,通过实际现场施工应用,已取得了巨大的经济效益和社会效益。煤层气储层伤害评价方法的研究,是为了弄清煤层储层的潜在损害因素,找出发生各种敏感的条件和损害程度,以及评价工作液对煤层的损害程度,并为煤层的损害机理分析提供依据,达到优选工作配液方和施工工艺参数的目的。因此,开展对煤层气储层伤害评价方法的研究,对于预防伤害、优化后续的各类作业措施、设计保护煤层系统工程技术方案和提高单井产量具有重要意义。目前国内常用的评价储层伤害的实验方法基本上可以分为依据岩心渗流能力测定的评价方法、煤岩微观孔隙结构测定的评价方法以及测定膨胀率等性质的辅助评价方法。由于煤层气储层岩石的割理渗透率受应力因素影响很大,且在地层中各向应力异性,因此为了更好地模拟煤层气储层条件,需要通过对室内评价实验进行更深入的研究来揭示煤层气储层的损害规律。本文以煤层气储层特征研究与储层伤害机理研究为出发点,以保护好煤层气储层为目的,研究制定煤层气储层伤害评价方法,为钻井工艺设计、完井技术选用、开采方式选择、各阶段技术参数优化等诸多方面的技术提供评价标准,只有这样才有利于保护好煤层气储层,提高我国煤层气勘探开发效益。煤的孔隙结构非常复杂,具有割理、裂缝、孔隙多重介质的特征,因此使得煤的渗透率表现为各向异性,且具有较强的应力敏感性。在室内用测定渗透率的方法进行储层伤害评价时应考虑应力改变、煤岩蠕变、流体性质及流动方向对实验结果的影响。通过对煤岩的应力敏感特征、蠕变特征、以及渗透率各向异性特征的较为系统的实验研究,进一步探明了煤储层的渗流特征与规律,建立了煤储层伤害评价方法,新方法考虑了煤岩的应力敏感性、渗流特性和煤层气钻采工艺。本文通过收集大量煤层气田地质资料、生产资料,采集煤层气井岩心,选择山西沁水盆地典型地区(樊庄、郑庄)作为研究实例,在对煤储层物性特征和钻完井工艺特征研究的基础上,采用室内试验与理论研究相结合的技术路线,进行煤储层敏感性和损害机理研究,建立适合煤储层特征的伤害评价方法,并研制出了具有广阔应用前景的多功能煤储层钻井液动态污染评价装置。该装置考虑了煤岩渗透率各向异性的特点,将传统的径向围压加单轴向压力改变成真三轴方向的围压,更加真实地模拟地应力环境。该装置可模拟欠平衡钻井、平衡钻井、过平衡钻井时泥浆污染生产过程,可测定气液两相流动时的渗透率,应用前景巨大。经过对煤储层伤害机理的系统分析,为煤层气储层现场保护方案的制定打下了基础,新建立的煤岩伤害评价方法和敏感性实验评价方法考虑了煤岩特殊的渗流规律和物性特征,对研究煤层损害和煤层气储层保护技术起到重要作用,对我国煤层气井高产稳产起到关键作用。煤层气储层伤害评价技术的研究是储层勘探和开发的重要性技术,储层的损害评价又是储层保护技术的基础工作,在整个系统工程中占居重要地位。虽然进行了多年的不懈努力,但对于煤层气储层的储层伤害评价的实验设备、实验方法还有待完善之处,在储层条件下的动态模拟伤害评价实验研究也需要进一步加强深入的研究。