本文针对沁水盆地煤储层的地质概况以及储层性质,研究了可以用于煤层气开发过程中压裂施工用的清洁压裂液体系。在测定和分析煤储层岩石物性的基础上,筛选出适合于该地区使用的清洁压裂液配方,并对其性能指标进行了评价,并与传统压裂液的性能进行了对比。煤样物性实验结果表明:该地区煤样的压汞曲线属于裂缝型压汞曲线,煤储层岩石的弹性模量和泊松比都相对较高,硬度低,易破碎,并且对应力具有较强的敏感性,属于强应力敏感性地层。在应力敏感性实验中发现,当围压达到0.14MPa的时候,岩石储层渗透率开始出现异常,表现为渗透率较0.1MPa时有很大程度的降低,这是由于过大的压力使煤基质发生滑脱,堵塞了煤岩的孔隙,导致渗透率下降。由应力引起的渗透率损害最高可达87.6%。粘弹性表面活性剂在水溶液中,当其浓度达到一定值,其分子形态由球状颗粒可凝聚形成棒状胶束结构,通过加入有机或无机盐后,在反离子的作用下胶束的聚集数大大增加,棒状胶束逐渐增长而变为柔顺性很好的蠕虫状胶束,这种蠕虫状胶束会相互缠结形成交联网络状结构,从而使体系粘度大幅度增加。当体系中粘弹性表面活性剂浓度在3%时,助剂浓度低于0.2%或者高于0.6%都不利于体系的增粘性。性能评价实验结果表明,该体系具有很好的携砂性能,与交联胍胶压裂液体系和CO2泡沫压裂液体系的携砂性能相近,但是其耐剪切能力以及剪切后的粘度恢复能力,是其他两种传统压裂液体系所无法比拟的。在煤层气压裂过程中,由于重烃含量较少,因此清洁压裂液需要加入破胶剂进行破胶,破胶后无残渣,具有很好的返排性能。清洁压裂液体系对于储层的损害,主要是由于表面活性剂与煤岩表面的阴离子相互作用,破坏了煤粒与孔隙表面之间的范德华力,造成煤粒的脱落与运移,但是由于脱落的煤粒可以随返排液反排至地面,因此该体系对于渗透率的损害具有可恢复性,其恢复程度一般可达70%以上。