丁乙，梁利喜，刘向君，许丽

（西南石油大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，四川成都610500）

温度和化学耦合作用对泥页岩地层井壁稳定性的影响

丁乙，梁利喜，刘向君，许丽

（西南石油大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，四川成都610500）

钻井工程中，泥页岩地层井壁失稳问题严重。由于泥页岩地层的强水化膨胀性，目前大部分研究都集中于此，从而弱化了其他因素对井壁稳定性的影响。基于热孔隙弹性理论，考虑泥页岩的半透膜效应，对钻井过程中泥页岩地层温度和化学渗流作用对井周应力和坍塌压力的影响程度进行了分析。结果表明：钻井液与地层的温差和化学渗流均会产生相应附加应力，该附加应力会造成地层坍塌压力上升。同时由于温差和化学渗流的附加应力存在，井周应力分布发生变化。井周应力的重新分布使井周失稳区域改变，近井地带岩石稳定性较差，造成扩径率增大。因此，对于泥页岩地层井壁稳定性分析，在着眼于泥页岩水化特性的同时，温度和化学渗流作用不能忽视。

泥页岩；温差；化学渗流；失稳区域；井壁稳定

0　引言

在钻井工程中，泥页岩地层容易出现井壁失稳现象［1］，它的主要诱因是泥页岩的强水化膨胀性。因此，目前针对泥页岩井壁失稳的研究都集中于泥页岩的水化膨胀性［2-3］。然而，在钻井液与地层岩石的温差条件下，井壁围岩会产生附加温变应力。同时，虽然泥页岩具有低渗透性，但在水力与化学势能梯度的作用下，引起的井周渗流依然存在，尤其是在水化作用后裂缝扩展，岩石渗透率增加，渗流现象则更为明显，产生的渗流附加应力使得井壁岩石受力状态发生变化［4］，从而对井壁稳定性产生影响。……