2.2无机矿物的酸蚀解堵效果

图3为单组份酸作用下无机矿物溶蚀试验记录，图4为无机矿物溶蚀率。由图4可知，氢氟酸对2种无机矿物样品溶蚀效果最佳，质量分数为15%的氢氟酸对1号无机矿物样品的溶蚀率最高达40.2%，平均为37.3%；质量分数为15%的氢氟酸对2号无机矿物样品的溶蚀率最高达59.5%，平均为56.6%。这是由于氢氟酸专适用于硅质物等砂岩地层的酸化，氢氟酸对无机矿物的溶蚀速度很快，但是这会导致酸液作用时间短、酸化距离近的缺点。盐酸溶蚀无机矿物能力较氢氟酸弱、较乙酸溶蚀能力强，质量分数为15%的盐酸对1号无机矿物样品的溶蚀率最高达31.8%，平均为27.7%；质量分数为15%的盐酸对2号无机矿物样品的溶蚀率最高达57.5%，平均为54.6%，可见盐酸对无机矿物有较高的溶蚀率，且具有成本低、生成物可溶、氢离子浓度高的优点。虽然乙酸较盐酸与氢氟酸对无机矿物溶蚀率低的多，但是乙酸是有机酸，为弱酸，具有缓慢释放氢离子的效果，具有缓速性起酸蚀缓速效果，可延长酸液有效距离。

图3单组份酸作用下无机矿物溶蚀试验

图4单组份酸作用下无机矿物溶蚀率

通过单组份酸溶蚀试验，2种无机矿物样品均呈现出酸液浓度越高溶蚀效果越好的趋势，随着酸液浓度逐渐增长，溶蚀率增长速率减缓。当酸液质量分数超过12%时，无机矿物溶蚀效果变化不显著。因此考虑酸液用量、价格、对煤基质危险污染性等因素，选用质量分数为12%时的酸液溶蚀2种无机矿物样品均为高性价比的选择。

为了融合多种单组份酸的性能特点，多组分酸将盐酸、氢氟酸、乙酸3种酸混合一起。如图5所示，混合多组分酸液有效增强了无机矿物的溶蚀率，混合酸对1号样品溶蚀率普遍在40%～60%，对2号样品溶蚀率普遍在50%～80%。因此，选用多组分混合酸作为泡沫酸中起溶蚀效果的酸蚀剂效果更优。综合盐酸与氢氟酸的高溶蚀能力，盐酸提供高浓度氢离子以充分发挥氢氟酸强溶蚀能力与乙酸的缓速、缓蚀性能，由此确定了多组分酸液质量分数为12%时，1号样品选用乙酸、盐酸、氢氟酸质量比=2∶1∶1的复配酸液酸蚀效果最佳，对1号样品溶蚀率最高可达69.1%，平均溶蚀率为61.7%；2号样品选用乙酸、盐酸、氢氟酸质量比=1∶1∶1复配酸液酸蚀效果最佳，溶蚀率最高可达82.1%，平均溶蚀率为75.9%。

图5多组份酸作用下无机矿物溶蚀率

采用ASAP2460全自动比表面积与孔隙度分析仪测定采集无机矿物比表面积与孔隙体积。表3为多组分酸液酸蚀处理2种无机矿物前后测算结果。1号无机矿物酸蚀处理后比表面积增长4.539倍，孔体积增长约3.636 9倍；2号无机矿物酸蚀处理后比表面积增长2.418 8倍，孔体积增长2.457倍。因此酸蚀作用对无机矿物的溶蚀与解堵疏通作用显著。

表3酸蚀前后无机矿物比表面积与孔体积

图6为无机矿物样品酸蚀前后电镜扫描图，1号样品酸蚀前颗粒呈团聚黏连状，酸蚀后大多堆积体被处理削蚀为平滑平面，表观形貌出现多处酸蚀蚓孔并有明显的酸蚀裂缝，镶嵌在表面的细粒形态微小颗粒可能为未被酸蚀的矿物质。2号样品表观结构似海绵网状，酸蚀后多孔结构形貌被处理为鳞片状碎屑，出现少量的酸蚀微裂缝与微孔。酸蚀作用对2种样品表观形貌均有较大蚀刻改变。

图6无机矿物样品酸蚀前后电镜扫描

酸洗低产井与煤层气井的投产措施酸化压裂一样，既能一定程度解除堵塞物，也潜在着对储层造成新伤害的危险。经检测酸蚀后残渣主要成分为石英、硅酸二钙与方解石，均为对地层与煤层气井管道无害的物质。而残留酸溶液中存在阳离子Ca2+、Al3+、Si4+、Fe2+、Fe3+、Na+，阴离子CH3COO−、F−、Cl−等，其中氟离子含量远低于国家关于矿井水的氟含量标准，因此残酸液体对煤基质的污染也是十分微小的。

3.泡排作用下无机矿物的携带运移排出特性

常规土酸等混合酸用于解除低产煤层气井近井地带的损害，笼统酸化容易在高渗地层形成指进效应影响酸化效果。而泡排作用下的泡沫酸使用酸液作为连续相，以起泡剂生成的泡沫作为分散相，由于缓蚀效果好、润湿携带能力强、布酸均匀、氢离子传递速度慢、利于返排等诸多优于常规酸液的特点，可有效达到深部酸化、提高酸化效率的目的。起泡剂作为表面活性剂中的一种，一方面能降低气−液界面表面张力，容易形成泡沫分散体系，另一方面可降低无机矿物与液体表面接触角，提高携带无机矿物表面的润湿性，促进黏附在泡沫表面的悬浮无机矿物的携带运移效果。

3.1试验方案

1)以1号无机矿物为例，在模拟井筒底部加入适量无机矿物和清水，并优选酸蚀解堵剂溶液倒入无机矿物悬浊液中，以15 mL/min的速度从井筒底部持续注入N2。

2)向不同浓度酸蚀解堵剂溶液中分别加入质量分数为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的3种常用表面活性剂剂QPJ-01(BS-12)、QPJ-02(APG)、QPJ-03(AEO)作为起泡剂进行复配，观察记录起泡程度，泡排1 min后收集模拟井筒携粉泡沫，称量相同体积泡沫烘干后无机矿物含量，并采用粉尘形貌分散测试仪测算泡沫携带排出无机矿物粒径。

3)当泡沫充满井筒高度后停止注气，记录泡沫高度衰减至一半所需要的时间，重复试验结果取平均值。将优选的起泡剂与酸液复配的解堵剂溶液进行注气泡排，注气停止后在4、8、12 h收集量筒底部无机矿物量进行称重，测算不同溶蚀时间内的溶蚀率。

4)重复步骤3)，待注气泡排停止一段时间后进行二次注气，在4、8、12 h时测算无机矿物溶蚀率。