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煤层气因其清洁、资源量巨大,而被看作我国21世纪的重要接替能源之一。煤层气属自生自储式非常规天然气,主要以吸附态赋存于煤岩基块中,经历解吸、扩散、渗流三个环节产出。这三个环节相互影响、相互制约。因此,压裂液侵入后,对煤层气多尺度传质过程中解吸、扩散或渗流单一环节损害评价,远远不够,且各过程评价指标不同、物理意义不统一,无法体现工作液侵入对整个传质过程的影响。论文以沁水盆地太原组15号煤为研究对象,研究了压裂液对煤层气解吸、扩散、渗流单一传质过程的影响,设计了模拟煤层气产出的多尺度传质过程损害评价实验,并结合微观分析手段分析了压裂液影响煤层气传质过程的微观机理。评价了压裂液对煤层气解吸、扩散、渗流单一传质过程的损害。开展了活性水压裂液作用前后的解吸率、扩散系数、渗透率变化实验。活性水压裂液对煤岩储层的解吸率下降了10.23%,扩散系数减小了16.67%,低渗岩样的气、液相渗透率损害率分别为76.02%、35.84%,高渗岩样的气、液相渗透率损害率分别为70.73%、17.56%。设计了模拟煤层气产出的多尺度传质过程损害评价实验。该实验方法将煤层气产出看作解吸—扩散与渗流的串联过程,样品罐内的吸附气和原有的游离气一起作为气源,出口端恒为大气压,以模拟煤层气井定井底流压生产。通过对比活性水压裂液作用粉状岩样(柱塞岩样)前后的产出率,得到压裂液作用解吸—扩散(渗流)过程后对煤岩储层多尺度传质能力的损害程度。压裂液作用柱塞岩样后对渗透率的损害率为52.2%,而产出率下降27.1%。表明单一传质环节的煤岩储层损害评价有一定局限性。揭示了压裂液损害煤岩储层微孔机理。采用扫描电镜、氮气吸附、红外光谱、XPS分析等手段,对比分析活性水压裂液作用前后煤岩的孔隙结构和表面特征,显示活性水压裂液作用后,孔隙与裂隙堵塞,渗流有效通道半径减小；活性水压裂液处理产生了更多的微孔,比表面积增加,解吸能力减弱。孔隙壁面吸附活性水压裂液,亲水性增强：压裂液侵入介孔和宏孔内不易返排。这些导致了煤层传质能力的下降。