地应力是影响煤层渗透率的关键参数之一,也是控制煤层气井压裂与排采措施的关键要素,因此地应力在煤层气勘探和开发中具有至关重要的作用。目前,煤层气地应力研究中存在两个主要科学与技术问题:一方面是现有煤储层地应力大都基于测井数据获得,对测井数据的依赖性较强,其准确性受所选择的计算模型影响较大,需要对计算模型的相关参数和适用性进行评价和验证,并且对于测井数据不足的区域则无法采用该方法获取地应力资料;另一方面是采用地应力测量设备直接测量地应力通常作为测井计算方法的补充,可以获得测井数据尚未覆盖区域的地应力分布情况,但该方法的测量设备容易受地下复杂环境的影响导致设备的可靠性和使用寿命降低,从而造成数据准确性降低和成本升高问题。针对地应力获取方法中存在的以上两个问题,本论文开展了基于测井数据的煤储层地应力预测及地应力测量设备材料性能改进两方面的研究工作。本文以沁水盆地长治区块为典型研究区,根据测井数据计算结果与部分地应力数据的耦合分析,提出了基于Anderson模型的、同时考虑残余构造应力附加项的测井地应力计算方法,并对研究区的地应力分布进行了预测。结果表明:1)提出预测方法适用于地质构造相对简单的研究区地应力计算,能够较准确的反映该区域的地应力分布情况;2)根据预测结果,地应力在研究区西部受埋深影响大于构造影响,而东部受构造影响大于埋深影响;3)区内地应力分布规律与煤层气井的产气量存在高度相关性。针对地应力仪器在实际复杂地质条件下应用中可能存在的可靠性降低等问题,本文以地应力测量仪器中的导向头、保护罩等易磨损部件为研究对象开展了磁控溅射涂层表面改性研究,采用Cr N硬质涂层对易磨损部件进行处理,提升其耐磨、耐高温、耐腐蚀等性能,从而提升设备的可靠性。研究表明制备参数会对样品的性能产生较大的影响,在合适的参数下获得的Cr N涂层表面改性样品的摩擦磨损性能得到了较大幅度的提升,对于提升地应力测量仪器中的磨损部件性能具有较大的应用潜力。