活性水压裂液因为具有低伤害、低价格、配制 方便的特点而得到广泛应用，但其在施工中有以下 缺陷[1_2]:高摩阻限制了施工排量和施工规模，进 而影响压裂整体效果；煤层压裂施工中产生的煤粉 不易分散于压裂液中，易聚集起来阻塞压裂裂缝的 前缘，改变裂缝的方向，在裂缝前缘形成一个阻力 屏障，导致压裂处理压力过高，增加施工难度而产 生砂堵风险；此外，压裂施工中产生的煤粉在支撑 裂缝中运移、沉积堵塞支撑裂缝的孔喉通道，使压 裂裂缝导流能力降低，影响煤层气的解吸，最终导 致气产量的降低。因此优化了适合此类储层特征的 活性水压裂液，并投入现场应用，取得了良好效果。
煤中含有多种矿物质，其中黏土矿物分布较广， 主要有高岭石、伊利石、蒙脱石和绿泥石，因此在 压裂过程中应考虑外来液体侵人造成黏土膨胀，从而导致煤储层的伤害问题。考虑到施工成本与效果， 选择了浓度为1.5%的KC1作为煤层气活性水压裂。
煤岩具有杨氏模量低、泊松比高、硬度低、易破碎的特点，在压裂中易因压碎、压实而产生煤粉。 由于煤粉颗粒表面润湿性，在水中无法分散，成团分布，造成压裂过程中泵压高、波动大，进而影响压裂效果。分散剂的加人能使煤粉由疏水性转变为亲水性，并且有助于分散和悬浮煤粉于压裂液中, 阻止煤粉的聚集，降低施工压力。室内用5%煤 粉分别在清水和含有不同浓度分散剂FS-01的100mL量筒进行煤粉分散实验，发现煤粉在清水中聚集成团，漂浮在液体表面。煤粉沉降时间随FS-01浓度的变化曲线。
压裂液摩阻对施工作业排量选择影响较大，煤 层气埋深较浅，压裂时由于受应力等作用，煤层破 裂后，形成多向割理和不规则延伸裂缝，造成压裂 液大量滤失和潜在的加砂砂堵风险。为克服和解决作业进程中的问题，理论上应采取高排量作业。但高排量导致井筒摩阻呈指数增加，因而造成施工过 程中地面泵注压力升高，安全系数降低。所以该活性水压裂液中加入浓度为0.05%的高分子聚合 物BHP-1作为减阻剂。图3是在清水中添加0.05% BHP-1的环流摩阻测试结果。测试结果表明，减阻 率随着剪切速率的增加而提高，在1500s 时该压 裂液减阻率接近50%。
针对煤层气储层具有低孔、低渗、自然产能 低的地质特征以及常规活性水压裂液施工摩阻高、 煤粉不易分散、施工难度高的不利因素，室内研制了由防膨剂、煤粉分散剂、高效减阻剂和助排剂等添加剂组成的新型活性水压裂液。
1.室内评价结果发现该压裂液对煤岩基质渗透率的伤害较常规瓜尔胶压裂液低，仅为17.2%对支撑裂缝导流伤害低，渗透率保留率为94.5%。
2.经山西煤层气井10多井次的现场应用证明该新型活性水压裂液具有良好的施工效果。
注：44118太阳成城集团仅生产销售工业级瓜尔胶（瓜尔豆胶）。