目前我国开采煤层气的主要储层改造方式是水力压裂,水力压裂过程中压裂液势必会与煤岩发生接触,发生复杂的物理化学反应,从而改变煤岩的分子结构以及孔隙结构,进而影响煤中瓦斯解吸能力及瓦斯运移。清洁压裂液与低粘度的清水压裂液相比,不仅可以降低对煤储层的伤害,同时还具有良好的流变性,在煤层气开采中具有较好的应用前景。因此,开展清洁压裂液对不同煤阶煤的微观改性及其对煤甲烷吸附解吸能力的影响研究,对于清洁压裂液在煤层气井中的推广应用、煤层气储层保护理论以及新型低伤害性清洁压裂液体系的研制都具有重要意义。本论文选用低、中、高三种煤阶的煤样,针对清洁压裂液处理前后煤样的微观结构特征变化以及对煤样甲烷吸附解吸能力的影响开展了一系列研究,得到以下主要结论:（1）通过傅立叶红外实验,测定了不同煤阶煤样在清洁压裂液处理前后分子结构的变化,发现经过清洁压裂液处理后,煤中芳环的取代方式、含氧官能团、脂肪烃和氢键的含量都发生了一定程度的变化。清洁压裂液的作用下,对中阶煤中的羟基官能团影响最大,其次是低阶煤,对高阶煤中的羟基官能团的影响是最小的。（2）通过低温液氮吸附实验,开展了不同煤阶煤样在清洁压裂液处理前后的吸附脱附实验,研究结果表明:不论是高、中还是低阶煤,清洁压裂液处理前后的吸附等温线都是同一种类型的,但经过清洁压裂液处理后煤样的吸附等温线较处理前相比重合度更高,这说明经过清洁压裂液处理后导致了煤样中一端封闭孔所占的比例有所上升,是由于水和清洁压裂液的残留堵塞了煤的部分孔隙通道。（3）通过低温液氮吸附实验,研究了不同煤阶煤样在清洁压裂液处理前后孔隙的变化情况,研究结果表明:经过清洁压裂液处理后,高、中、低三阶煤中微孔,小孔的数量均出现了不同程度的增多,高、中、低三种煤比表面积分别增加了0.17m~2/g、0.0062m~2/g、0.936m~2/g。其中清洁压裂液对低阶煤的影响最大,其次是中阶煤,最后是高阶煤。经过清洁压裂液的浸泡处理后,煤的FHH分形也都有不同程度的增加,高阶煤的FHH分形数值从2.635增加到2.683;中阶煤的FHH分形数值从2.4103增加到2.4857;低阶煤的FHH分形数值从2.3419增加到2.4535。分形维数的改变,说明了煤中孔隙结构的粗糙度与表面结构都发生了变化,表明清洁压裂液的处理使得煤储层孔隙结构更加无序化、煤体的表面更加粗糙。（4）对不同煤阶煤样在清洁压裂液处理前后进行电镜扫描实验,研究表明:经过清洁压裂液浸泡处理后的煤岩表面较未经过清洁压裂液浸泡煤岩表面相比更为粗糙,煤岩表面明显有很清楚的腐蚀痕迹,且经过清洁压裂液处理后煤样表面的裂隙有明显的增加。（5）开展不同煤阶煤样在清洁压裂液处理前后甲烷的吸附解吸实验,研究结果表明:清洁压裂液处理后煤样的甲烷吸附和解吸能力较原煤相比都得到了一定程度的增强;煤的甲烷吸附解吸能力的强弱,与煤的比表面积的大小以及孔隙的数量存在一定的联系,清洁压裂液的处理使煤的比表面积得到增大以及煤中孔隙结构的增多,从而导致煤对甲烷气体的吸附解吸能力也相应的得到增强。本文共有图24幅,表13个,参考文献55篇。