压裂液对煤储层渗透性的伤害是制约煤层气井增产效果的重要因素之一。在水力压裂过程中的高压挤注和剪切作用下,压裂液会向煤储层微观结构内部滤失或侵入,出现返排缓慢或返排率低的现象,引发明显的压裂液滞留效应,进而降低煤储层有效渗透率。因此,开展有关煤储层压裂液滞留效应特征及其影响因素的研究,对揭示压裂液滞留效应对煤储层渗透性伤害的微观作用机理、探索新型低伤害性压裂液体系具有重要的理论和实际意义。本论文以不同煤阶原生结构煤储层为研究对象,通过采集山西河曲气煤、柳林焦煤和晋城无烟煤的半亮煤样品,结合煤岩学、煤化学、油层物理学、渗流力学等学科知识与测试手段,开展了煤储层压裂液滞留效应的静态特征和动态特征、压裂液对煤储层微观孔隙结构的影响、压裂液对煤储层化学结构及表面性质的影响等研究,揭示了煤储层压裂液滞留效应对煤储层渗透性伤害的微观作用机理。取得的主要研究成果如下:（1）结合高压岩心渗流驱替实验、CT扫描渗流驱替成像实验、核磁共振渗流驱替实验,综合研究了压裂液返排过程中煤储层滞留效应的静态特征和动态特征。高压作用下压裂液会产生滞留效应,且在煤的微孔中压裂液滞留效应最强,其次是大孔及裂隙;河曲、柳林和晋城煤样的压裂液滞留率分别为54.05%、42.82%和87.89%,高阶煤样明显高于低中阶煤样,主要受孔隙度大小和孔喉结构复杂程度的影响;压裂液主要滞留在煤的微小孔隙中,煤样尾端的滞留效应最明显。（2）基于低温液氮吸附实验研究了压裂液高压作用对煤孔隙结构的改变及其对压裂液滞留效应影响。经过压裂液高压处理后,煤的脱附回线变小,但煤的吸脱附曲线的吸附量差值变大,表明煤孔隙结构的连通性变好,煤孔隙结构中的流体滞留效应增强。压裂煤的BJH吸脱附累计孔体积相差增大,表明压裂液处理加重了煤中流体的滞留效应。（3）基于FTIR、13C-NMR和润湿性测试研究了压裂液高压作用对煤储层表面官能团及润湿性的改变及其对压裂液滞留效应影响。润湿性测试表明,经过压裂液高压处理后,煤的接触角变小,亲水性增强。FTIR和13C-NMR测试表明,压裂液处理使沙曲煤和永红煤中羰基、羧酸等基团的含量增多,提高了煤的亲水性;脂肪烃含量的减少会减弱煤的疏水性。各官能团综合作用导致煤的亲水性增强,使得压裂液更容易在煤储层中滞留。（4）基于XRD测试研究了压裂液高压作用对煤中矿物质、有机质微晶结构的改变及其对滞留效应的影响。压裂液高压处理后,三种煤样煤中的黏土矿物均有减少,煤中矿物质会与压裂液相互作用并脱落,产生水敏效应从而导致压裂液在储层中的滞留。随着煤级的逐渐升高,煤的芳香环层片堆砌高度（Lc）和直径（La）不断增大,层间距(d002)不断减小,压裂液滞留效应逐渐增强。压裂液高压剪切作用会使煤体发生糜棱化,导致煤芳香环层片堆砌高度和直径增大,层间距减小,煤储层更趋于有序性,更容易产生滞留现象。（5）在煤储层水力压裂过程中,压裂液高压挤注作用下,挤压应力效应、水锁效应、表面改性效应和滞留效应是煤储层压裂液渗透性伤害的主要作用机制。近井地带压裂裂缝附近压裂液滞留效应的有效解除及新型低伤害性压裂液的研制与应用是今后研究的重要方向。