本发明涉及煤层气(矿井瓦斯)领域和化学应用领域，具体地，涉及一种提高煤层渗透率的酸化溶液的化学配方。
背景技术：
煤层渗透率直接决定着煤层气(矿井瓦斯)的抽采效果，由于我国煤层普遍渗透率差，随着我国煤矿开采深度的增大，开采条件更趋于复杂，出现了高地应力、高瓦斯、高非均质性、低渗透性、低强度的煤体特征，煤体的原生裂隙和孔隙度逐渐变小，煤层的渗透率随之降低。单个抽采钻孔有效影响范围小，预抽钻孔工程量大，抽采效率低，常规的煤层气(矿井瓦斯)抽采方法难以发挥作用，瓦斯爆炸和瓦斯突出的威胁也越来越严重，抽采浓度低影响了煤层气(矿井瓦斯)的利用。渗透率低已经成为制约煤层气(矿井瓦斯)抽采的关键因素，提高煤层渗透率，是我国瓦斯灾害治理和资源利用的根本途径。
针对低渗透煤层井下煤层气(矿井瓦斯)抽采难得问题，我国煤矿科研工作者采用水力压裂、水力冲孔、扩孔技术、水力割缝、N2泡沫压裂、CO2泡沫压裂等物理方法对煤层进行改造，改变煤层的导流能力，耗费了大量的人力、物力、财力，在有的地区取得了一些效果，但在一些地区改造效果不甚理想。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种提高煤层渗透率的酸化溶液的化学配方，主要针对为煤中所含有的方解石、白云石、硅酸盐等矿物成分，这些矿物成分被酸化溶液溶解后，随酸化溶液从煤层流出，增加了煤层中的裂隙以及裂隙的连通性，增加了煤层的渗透率，从而提高煤层气(矿井瓦斯)的抽采效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种提高煤层渗透率的酸化溶液的化学配方，由以下成分按重量百分比组成：
作为本发明的一种优选方案，所述酸化缓速剂为BZ-51酸化缓速剂。
作为本发明的另一种优选方案，所述酸化缓蚀剂为ALS-2酸化缓蚀剂。
作为本发明的一种改进方案，所述铁离子稳定剂为IRON-2066A铁离子稳定剂。
作为本发明的另一种改进方案，所述防膨剂为氯化铵。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
1、本发明采用盐酸作为主体酸，有效溶解碳酸盐类矿物成分，并且在煤层中保持较低的PH值，可以抑制氢氧化铁沉淀生成；氢氟酸作为一种辅助酸，用于溶解煤层中所含有的硅酸盐类矿物成分；同时加入了酸化缓速剂，通过缓速剂吸附在煤层表面，减缓酸液与煤层表面的反应，且缓速剂还可以抑制H+的传质速度，延长酸与煤层的反应时间，从而增加酸与煤层反应的有效作用距离，达到深度酸化目的。
2、为提高煤层渗透率提供一种化学方法，在水力压裂等物理方法煤层增透效果不明显的情况下，使用化学方法实现大范围、远距离的深度增透。
具体实施方式
一种提高煤层渗透率的酸化溶液的化学配方，由以下成分按重量百分比组成：
其中，酸化缓速剂为BZ-51酸化缓速剂；酸化缓蚀剂为ALS-2酸化缓蚀剂；铁离子稳定剂为IRON-2066A铁离子稳定剂；防膨剂为氯化铵。本发明采用盐酸作为主体酸，主要溶解煤层中所含有的方解石、白云石等含有碳酸盐类矿物质。氢氟酸作为主辅助酸，主要溶解煤层中所含有的石英等硅酸盐类矿物质。酸化缓速剂降低酸化反应速度，提高酸化作用距离；酸化缓蚀剂降低酸液对储存和运输容器的腐蚀。随着反应的进行溶液PH值升高，铁离子稳定剂防止出现游离铁离子以Fe(OH)3形式沉淀，造成二次污染。防膨剂防止随着反应的进行矿物成分膨胀。
1.煤粉溶蚀率测定实验
选用钱家营煤样，将煤样研磨成80目的煤粉，用分析天平称取4份煤粉各3g，精度为0.001g。
将煤粉与酸液按一定比例倒入玻璃量筒中，再放入60℃的恒温水浴台中进行加热反应。
反应达到预定时间3h后，将量筒从恒温水浴台中取出，过滤把剩下的煤粉以及滤纸放入干燥箱中，直至恒重。
根据酸化前后煤粉的质量变化，计算出各个酸液对煤粉的溶蚀率，确定出合适的酸液质量分数。
溶蚀率K的计算公式：
式中：m1—酸化前煤粉质量，g；
m2—酸化后煤粉质量，g。
实施实例1
采用盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成溶液。溶液中各组分重量百分比为：盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂分别为9％、2％、2.5％、1.5％、0.3％、2％；余量为水。将酸液在室温下缓慢混合，摇匀静置。
实施实例2
采用盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成溶液。溶液中各组分重量百分比为：盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂分别为12％、2％、2.5％、1.5％、0.3％、2％；余量为水。将酸液在室温下缓慢混合，摇匀静置。
实施实例3
采用盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成溶液。溶液中各组分重量百分比为：盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂分别为15％、2％、2.5％、1.5％、0.3％、2％；余量为水。将酸液在室温下缓慢混合，摇匀静置。
实施实例4
采用盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成溶液。溶液中各组分重量百分比为：盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂分别为18％、2％、2.5％、1.5％、0.3％、2％；余量为水。将酸液在室温下缓慢混合，摇匀静置。
表1酸化的溶蚀实验结果
实验证明该溶液体系对煤粉具有较好的溶蚀率，酸化效果好，能满足提高煤层渗透率的要求。
2.酸化反应前后渗透率对比实验
在井下选择厚度均匀无明显裂缝的煤层进行取样，将煤样密封保存，运送至实验室内。
利用岩石切割机将煤样制成厚度为10cm的煤块。
利用变频立式取芯机将煤样制成标准的高10cm、直径5cm的煤样。
利用渗透率测定装置测定1#煤样的原始渗透率。
采用盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成溶液。溶液中各组分重量百分比为：盐酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂分别为15％、2％、2.5％、1.5％、0.3％、2％；余量为水。
将2#、3#、4#、5#煤样分别置于重量百分比为9％、12％、15％和18％盐酸为主体酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成的混合溶液中，将烧杯密封，放入25℃的恒温箱中，酸化3小时。
将6#、7#、8#、9#煤样分别置于重量百分比为9％、12％、15％和18％盐酸为主体酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成的混合溶液中，将烧杯密封，放入25℃的恒温箱中，酸化6小时。
将10#、11#、12#、13#煤样分别置于重量百分比为9％、12％、15％和18％盐酸为主体酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成的混合溶液中，将烧杯密封，放入25℃的恒温箱中，酸化9小时。
将14#、15#、16#、17#煤样分别置于重量百分比为9％、12％、15％和18％盐酸为主体酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成的混合溶液中，将烧杯密封，放入25℃的恒温箱中，酸化12小时。
将18#、19#、20#、21#煤样分别置于重量百分比为9％、12％、15％和18％盐酸为主体酸、氢氟酸、酸化缓速剂、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂以及水配制成的混合溶液中，将烧杯密封，放入25℃的恒温箱中，酸化18小时。
利用渗透率测定装置分别测定2#～21#煤样的渗透率，对比不同浓度的盐酸(HCL)、不同酸化时间作用下，煤样渗透率变化。
煤样须均在同一地点选取，并保持煤样的完整性。
实验须在室内恒定温度下完成。
盐酸(HCL)、氢氟酸(HF)均具有腐蚀性，在实验过程中须注意防护工作，防止溅伤。
模拟煤层酸化增透装置包括：岩石切割机、变频立式取芯机、盐酸(HCL)、氢氟酸(HF)、氯化铵(NH4CL)、蒸馏水、烧杯、密封袋、恒温箱、烘干箱、渗透率测定装置。
表2酸化前后渗透率测定实验结果 单位：mD
实验结果证明，酸化有利于提高煤层渗透率，酸化配方能够实现煤层渗透率的提高。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。