煤层气,作为我国能源结构中的重要一环,对其进行合理高效地开发,具有巨大的实际价值和重要的历史意义。滇东黔西地区的煤层气储量在全国排名第四。但该区域煤层水文地质特征复杂,存在弱含水煤层或干煤层,现有的成熟的“排水采气”工艺并不适用。该地区前期开发试验中发现,活性水压裂和线性凝胶压裂的施工效果都很不理想。经调研后笔者认为该地区煤层气井的压裂改造需要一种低伤害、少水/无水、可助解吸的压裂液。因泡沫压裂液具有含液量少、滤失小、携砂性能好、返排能力强等特点,是煤层气井用较适合的压裂液。但现有的泡沫压裂液体系中,均不含助解吸剂。所以需要针对弱含水煤层研制一种低伤害、可助解吸的泡沫压裂液。通过调研和实验研究,本文主要取得以下认识和成果:(1)调研了CO2分子对煤的作用,发现CO2会进入煤基质内部,产生楔开作用,导致渗透率降低;在煤表面的吸附是不可逆的,会造成“气锁”伤害;溶于水后生成的H2CO3会对设备造成腐蚀。所以决定采用N2作为弱含水煤层气井用低伤害泡沫压裂液体系的气相。(2)通过起泡剂、稳泡剂、助解吸剂、黏土稳定剂等单剂的优选,最终形成了低伤害泡沫压裂液体系配方:1%起泡剂-α-烯烃磺酸钠+0.5%稳泡剂-椰油酰胺丙基甜菜碱+0.5%助解吸剂-两性离子氟碳表面活性剂+0.5wt%黏土稳定剂-KC1。该配方的起泡体积为455mL,半衰期为1110s,泡沫质量为78.02%,泡沫综合值为505050mL-s。(3)通过对该低伤害泡沫压裂液的性能测试发现:其黏度1h内在54～89mPa·s之间先增大后减小;表面张力值为21.4mN/m;悬砂性能良好;煤粉分散能力较强;煤岩心伤害率为负;对膨润土的防膨率为93.8%,缩膨率为8.6%。泡沫压裂液浸泡后煤粉对甲烷的吸附力减弱,对甲烷的解吸具有促进作用。该低伤害泡沫压裂液在该地区E6井16#煤层的现场压裂试验中施工顺利。总的来说,在本文的研究中,得到了一种适用于弱含水煤层的低伤害泡沫压裂液体系,其各方面性能均能够满足目标区域压裂施工的要求。