张建斌 ， 贾俊 ， 刘兆利

（1.川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，西安710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，西安710018；3.川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司，西安710018）

长庆气田钻井过程中，位于山西组、太原组的碳质泥岩地层稳定性差，极易发生井壁垮塌造成井下事故甚至填井侧钻，严重影响正常钻井生产。如靖平XX井在斜井段发生井塌复杂，3次填井侧钻，苏XXH井在水平段发生井塌复杂，最后悬空侧钻。碳质泥岩段井壁垮塌问题已成为长庆气田安全钻井亟待解决的技术难题之一。笔者通过研究确定了碳质泥岩的坍塌机理，形成一套强封堵强抑制高性能防塌钻井液技术，现场试验表明，该钻井液技术满足碳质泥岩井段安全钻进的需要。

1 长庆气田碳质泥岩坍塌机理

所谓碳质泥岩是指含有碳质成分的泥岩，有机碳含量一般在10%～30%左右，煤系地层中介于一般泥岩和煤岩之间的岩性[1]，在长庆气田主要分布地层是上古生界石盒子组、山西组。

1.1 宏观结构分析

如图1所示，样品为陕XX井3 307～3 313 m井段山西组取心岩样，为典型碳质泥岩，目视取样完整性较好，鲜见宏观裂缝，多见黑色泥岩、灰黑色泥岩互层发育，考虑在钻井液作用下2者的差异性水化会加剧井壁垮塌失稳[2-3]。

图1 陕XX井3 307～3 313 m井段山西组取心岩样照片

1.2 微观结构分析

微观结构分析主要揭示黏土矿物晶体的定向排列、胶结结构及微裂隙的发育及分布状况。测试岩样为陕XX井3 307～3 313 m井段山西组取心岩样，切割选取具有代表性的9个样加工成直径为2.5 cm的圆柱形测试样，对表面喷金打磨后进行环境电镜扫描测试，部分岩样环境扫描照片见图2。……