3.4泡排作用下泡沫酸溶蝕效果

結(jié)合泡排作用下泡沫酸起泡效果與泡沫酸潤(rùn)濕攜帶效果，優(yōu)選出QPJ-02酸液為效果最好的泡排復(fù)配溶液。圖11為QPJ-02質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時(shí)，復(fù)配不同濃度酸液后泡沫排出粒徑分布。由圖11可知，酸液濃度越高，泡排作用下排出無(wú)機(jī)礦物粒徑越小，粒徑范圍越小。當(dāng)混合酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)，無(wú)機(jī)礦物排出粒徑最高為10.65μm，約為酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí)無(wú)機(jī)礦物排出粒徑的4.65倍，為酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%時(shí)無(wú)機(jī)礦物排出粒徑的2.41倍。這是由于酸液對(duì)無(wú)機(jī)礦物表面的刻蝕削減作用，而無(wú)機(jī)礦物粒徑越小，越易被泡沫攜帶出煤層氣井，因此注氣泡排作用下結(jié)合泡沫酸的潤(rùn)濕攜帶效果與酸液的溶蝕效果對(duì)于低產(chǎn)煤層氣井無(wú)機(jī)礦物的解堵增滲是十分重要的。

圖11泡排作用下不同酸度復(fù)配溶液泡沫排出粒徑分布

圖12為QPJ-02復(fù)配酸液在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%、起泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時(shí)，不同循環(huán)間歇泡排次數(shù)下井筒內(nèi)滯留無(wú)機(jī)礦物的溶蝕情況。由圖12可知，當(dāng)起泡劑-酸液未經(jīng)過(guò)泡排，酸浸12 h后無(wú)機(jī)礦物的溶蝕率僅為60.7%，經(jīng)過(guò)1次泡排12 h后無(wú)機(jī)礦物的溶蝕率為69.1%，經(jīng)過(guò)2次泡排12 h后無(wú)機(jī)礦物的溶蝕率為72.3%。隨著泡排次數(shù)的增加，無(wú)機(jī)礦物溶蝕率逐漸增長(zhǎng)，這是由于經(jīng)過(guò)泡排作用的氣泡吞吐過(guò)程中，酸液與無(wú)機(jī)礦物表面作用更加充分，使得泡排作用對(duì)溶蝕率起促進(jìn)效果。

圖12不同泡排次數(shù)下滯留無(wú)機(jī)礦物的溶蝕情況

同時(shí)，隨著溶蝕時(shí)間的增加，無(wú)機(jī)礦物的溶蝕速率變緩，在未經(jīng)過(guò)泡排的溶蝕過(guò)程中，4 h時(shí)無(wú)機(jī)礦物已經(jīng)被溶蝕72.4%，經(jīng)過(guò)4 h后無(wú)機(jī)礦物被溶蝕19.7%，最后8～12 h內(nèi)無(wú)機(jī)礦物被溶蝕8.2%左右；經(jīng)過(guò)1次泡排的溶蝕過(guò)程中，4 h時(shí)無(wú)機(jī)礦物已經(jīng)被溶蝕79.7%，經(jīng)過(guò)4 h后無(wú)機(jī)礦物被溶蝕14.49%，最后8～12 h內(nèi)無(wú)機(jī)礦物被溶蝕5.8%左右，因此，在溶蝕反應(yīng)時(shí)間內(nèi)合理控制循環(huán)泡排間歇時(shí)間對(duì)無(wú)機(jī)礦物的溶蝕解堵是十分必要的。

綜合以上大量對(duì)2號(hào)無(wú)機(jī)礦物泡排酸蝕解堵試驗(yàn)驗(yàn)證，針對(duì)1號(hào)無(wú)機(jī)礦物選用0.6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)QPJ-02作為復(fù)配解堵劑起泡劑成分，選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的乙酸、鹽酸、氫氟酸質(zhì)量比=2∶1∶1的混合酸液作為復(fù)配解堵劑酸蝕劑成分；針對(duì)2號(hào)無(wú)機(jī)礦物樣選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的QPJ-02作為復(fù)配解堵劑起泡劑成分，選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%乙酸、鹽酸、氫氟酸質(zhì)量比=1∶1∶1的混合酸液作為復(fù)配解堵劑酸蝕劑成分，并結(jié)合多次循環(huán)泡排，可有效促進(jìn)無(wú)機(jī)礦物的溶蝕解堵與運(yùn)移排出特性，對(duì)解決產(chǎn)氣通道內(nèi)的無(wú)機(jī)礦物堵塞具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

4.結(jié)論

1)基于多組分酸液對(duì)低產(chǎn)煤層氣井無(wú)機(jī)礦物的溶蝕試驗(yàn)，結(jié)合泡沫酸對(duì)無(wú)機(jī)礦物的酸蝕解堵特性與潤(rùn)濕分散攜帶特性，研究泡排酸蝕作用下起泡劑復(fù)配酸液解堵劑對(duì)井筒內(nèi)滯留無(wú)機(jī)礦物解堵運(yùn)移排出的影響規(guī)律。氫氟酸對(duì)以硅酸鹽巖為主要成分的無(wú)機(jī)礦物的溶蝕效果最好，不同配比的混合氫氟酸、鹽酸與乙酸的多組分酸較單組份酸對(duì)無(wú)機(jī)礦物溶蝕率更高，當(dāng)酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí)，溶蝕率普遍高達(dá)40%～80%。

2)起泡劑-酸液復(fù)配解堵劑在泡排作用下，氣液界面表面張力隨起泡劑濃度增長(zhǎng)先減少后紊亂，復(fù)配溶液在起泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時(shí)起泡能力最強(qiáng)、泡沫半衰期最長(zhǎng)、泡沫穩(wěn)定性最好，酸液濃度對(duì)泡沫穩(wěn)定性起抑制作用。復(fù)配溶液超過(guò)起泡劑臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%后，在泡排作用下泡沫攜粉含量不再增長(zhǎng)，泡沫攜粉含量主要受泡徑長(zhǎng)短及均勻性，即泡沫綿密程度的影響。起泡劑-酸液復(fù)配溶液與無(wú)機(jī)礦物表面接觸角越小，泡沫酸潤(rùn)濕性越好，泡沫攜粉量越高。

3)APG復(fù)配酸液表面張力最小，對(duì)武鄉(xiāng)區(qū)塊無(wú)機(jī)礦物接觸角最小，泡沫體系綿密且穩(wěn)定，因此選取0.6%APG起泡劑復(fù)配12%質(zhì)量分?jǐn)?shù)酸液為優(yōu)選溶蝕無(wú)機(jī)礦物解堵劑。泡沫體系泡徑大較泡沫直徑大小不均對(duì)泡沫半衰期影響更為嚴(yán)重。

4)復(fù)配溶液酸液濃度越高，泡排作用下排出無(wú)機(jī)礦物粒徑越小，粒徑范圍越窄。循環(huán)間歇泡排次數(shù)越多，氣泡吞吐使無(wú)機(jī)礦物與溶液充分作用，無(wú)機(jī)礦物溶蝕率少量增長(zhǎng)。