煤层气是煤层在地质史漫长的煤化过程中所生成的以甲烷为主的天然气。煤层气是一种非常规的天然气资源，也是一种战略的后备资源。由于世界各国对环保问题日益重视，开发煤层甲烷就提到议事日程上来，再加上美国十多年来在煤层气勘探开发中所积累的技术和经验，以及取得的显著效益，更促使了煤层气工业在世界范围内的开展。 煤层气开采最初是以防害为目的进行的，而将煤层气作为一种资源进行大规模开发利用是从美国开始的。20世纪50年代已出现零星开发，如圣胡安盆地1953年投产了第一口煤层气气井，产量0.21万～1.2万m~3／d。到70年代末，大规模开采煤层气资源已有了基础。1980年12月12日美国阿拉巴马州黑勇±盆地的Oak Grove煤层气田的建成投产，标志着现代煤层气工业的诞生。此后，美国煤层气工业迅速发展。到1994年底，全美已有6000多口煤层气井，其中正在生产的井超过5500口，年产量逾210亿m~3，约占美国天然气总产量的4.2％；剩余探明可采储量3400亿m~3，约占美国天然气探明储量的8％。在美国，圣胡安盆地和黑勇士盆地煤层气开发活动最活跃，两盆地的产量占全美煤层气总产量的96％，其它含煤盆地的煤层气开发也在加紧工作。近期澳大利亚在西南威尔士和昆士兰两州也取得了较为突出进展，近几年内已累计钻了60多口煤层气井，其中有的已投入生产。 煤层气井通常进行压裂开采。在国外使用的压裂液体系包括水、交联凝胶和泡沫压裂液等。压裂液侵入煤层储层将造成伤害，导致储层渗透率的下降。其原因包括压裂液的吸附作用引起煤基质膨胀和堵塞割理，而堵塞割理系统会限制煤层气的解吸。由于国外煤层储层物性较好，有关压裂液引起煤层储层伤害方面的研究报道较少。通常认为，压裂液对煤层的伤害程度常会因下列因素而加重：第一，压裂液经垂直裂缝向薄煤层中侵入的距离较长；第二，单流阀效应引起孔隙压力下降，割理闭合，导致侵入的压裂液滞留其中。 我国煤层气勘探起步较晚，相对常规油气田，无论是勘探还是开发都存在一定的差距。压裂液在压裂改造过程中起着极其关键的作用，而国内在压裂液方面还未进行系统的研究，有待进一步完善提高。特别是有关煤层与含有聚合物、表面活性剂以及其它化学添加剂的压裂液之间吸附、伤害等研究，在国内还是空白。国外在这方面的报道也较少。本研究在跟踪国内外煤层气井用压裂液研究的同时，重点结合晋城3~#煤煤层储层特征，较系统、深入地对煤层气井用压裂液进行了研究。开展了压裂液各添加剂的筛选；活性水、线性胶和交联冻胶低伤害压裂液配方的研制以及其性能的测试；压裂液对煤层储层的伤害研究。特别是在压裂液对煤层储层伤害方面建立了一套有效的实验方法，对引起伤害的因素有了基本的认识，并总结出一定的规律。