煤层气是煤层开采施工中的一个重大安全风险因素,但同时煤层气也是一种绿色环保清洁能源。由于煤层自身硬度小且割理发育,机械强度低的特性决定了其比较容易垮塌,使得煤层气钻井工程事故较多,这一难题严重影响了我国各大煤田煤层气钻井技术的发展。本文综合分析了直井和斜井模型的井周应力分布,并在此基础上探究了煤层气井壁坍塌力学机理分析,明确了煤岩层理面对井壁稳定性的影响,即井眼轨迹垂直或近似垂直于层理面时,井壁坍塌压力较低,井眼稳定性较好;当井眼轨迹切入层理面的角度较大时,井壁坍塌压力较高,井眼稳定性较差。理论上研究了井眼力学-化学耦合作用对井周应力的计算影响。通过钻井液对煤岩层的物化作用分析,辅以实验手段设计了煤层气钻井聚磺防塌钻井液配方,并在吐哈盆地煤层气钻井施工中进行了应用评价。经过现场的修正和优化,逐步衍化出一系列符合不同区块煤层特点的聚磺钻井液配方,对煤层气钻井施工井下安全提供了保障。