煤层气是自生自储在由基质和割理系统组成的煤岩中,是以甲烷为主要成分,以吸附在煤基质颗粒表面为主,并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。我国有着丰富的煤炭和煤层气资源,它是一种高效、洁净、新型的能源,埋深在2000m以下的煤炭资源量为5.57×1012吨,煤层气资源量为3.0×1013～3.5×1013立方米,而且主要集中分布在全国13个盆地。开采优质清洁的煤层气不仅可以解决煤矿生产带来的污染问题和安全问题,而且还可以弥补常规能源开发利用的短缺。但是我国煤层气储层由于低饱和、低渗、低压的特性,需要采取一定的强化增产措施,以实现煤层气的商业化开发,而其中应用最普遍的强化手段就是水力压裂技术。鉴于煤层强度低,且天然裂缝发育,煤岩杨氏模量低、泊松比高、硬度低、易破碎,煤层水力压裂相对容易。煤层气井水力压裂的目的是：建立并连通井眼与远端的高渗流通道—提高煤层产水量—降低煤基质中的孔隙压力—增加煤层气体解吸量—提高单井煤层气产量。合理地选用煤层气井水力压裂技术可以加快煤层气解吸-扩散-渗流的速率,提高煤层气采收率。本文首先从调研国内外的资料入手,介绍了国内外煤层气开发状况、水力压裂过程模型发展状况、压裂设计软件发展状况和煤层气开发目前所面临的问题。接着研究了煤岩压裂机理,阐述了煤层气井水力压裂的目的、原理、与常规油气藏水力压裂之间的差异和裂缝展布规律。水力压裂技术是目前国内外煤层气井增产的重要技术手段之一,压裂液的选择是决定其成败的关键因素,支撑剂的选择是决定支撑裂缝导流能力的最重要因素,压裂液添加剂的选择就是尽可能少向煤层气藏中加入有机物,以降低储层伤害,而煤层气井注入工艺则是以造长缝、降低储层伤害、提高压裂液的造缝能力和携砂能力以及提高储层导流能力为主要目标。煤层气井压裂的最终目标是增加煤层气产量。压裂工艺、施工参数、压裂液的性能以及配伍性、压裂规模等的选择以及优化是否合理,都将影响煤层气井压裂的最终效果。因此,进行压前资料的搜集整理、必要的室内实验、充分的国内外调研和对以往煤层气压裂井的分析评价等煤层气井压裂设计的准备工作是非常重要的。在压裂设计过程中,裂缝几何形态及导流能力是压裂设计的核心,裂缝几何形态及导流能力是由煤层气储层的内部因素和压裂施工的外部因素所共同决定的。除了要确定几何形态和导流能力之外,压裂设计还要保证如何在工程上实现所设计的裂缝。设计过程涉及有属于煤岩力学性质、地层结构或地应力场等方面的不可控因素,也有不少可控因素,比如与地层相配伍的压裂液及其用量、支撑剂及其用量、施工排量和压裂施工设备等。而压裂设计的优化要求采用多种技术来确定支撑裂缝的几何形态并预测增产倍数或压后产量,它主要包括优化支撑裂缝长度和根据确定的支撑裂缝长度及支撑剂量来优化泵注程序和施工参数这两个方面。沁水盆地位于山西省东南部,总体呈长轴沿东北方向延伸,中间收缩的椭圆状。它是我国北方石炭二叠纪煤炭资源最重要的分布区之一,其东南部因“煤体结构较好,渗透率较高,含气量高”而成为目前全国煤层气开发的热点地区。中国石油山西煤层气勘探开发分公司在借鉴国内外在煤层气压裂方面的成功经验和失败教训以及根据现场实践经验的基础上,对山西沁水煤层气田樊庄区块进行了大规模的压裂开发。本文利用FracProPT2007压裂设计软件对其中的蒲南1-2井分别运用活性水压裂液和清洁压裂液进行了单井压裂设计和优化,并进行分析评价,通过合理选用各项参数使设计结果更加合理,然后选用活性水压裂液进行优化设计。在研究了影响煤层气压裂效果的各种相关因素和沁水煤层气田樊庄区块排采井排采报表、现场施工参数以及压裂施工总结等相关资料的基础上,着重对沁水煤层气田樊庄一、三、四、六区块的145口压裂井的措施效果、压裂施工参数、压裂效果和压裂规模与产气量的相关性关系进行了回归统计分析,进一步优化煤层气井水力压裂施工工艺参数。以此来指导现场压裂施工设计,从而达到提高压裂的成功率和压裂效果的目的。