刘海龙，谢 涛，张 磊，曹文科，高佳佳

1.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 塘沽 300459；2.常州大学石油工程学院，江苏 常州 213164；3.西南石油大学石油与天然气工程学院，四川 成都 610500

引言

渤海油田中深层油气资源的勘探开发将成为渤海未来增储上产的主要途径，东营和沙河街组硬脆性泥页岩广泛存在，硬脆性泥页岩存在明显的层理面，从宏观上看，其力学和强度参数均具有明显的各向异性，研究各向异性对钻井井筒应力分布的影响极其重要。

Amader 等[1-4]建立了各向异性地层井周应力分布解析模型，胡秀章等[5-8]利用有限元及数值方法分析了各向异性地层井周应力分布，曹文科等分析了岩石软弱面产状[9-15]、弹性参数各向异性、地应力类型对井周应力及井壁稳定的影响，马天寿等分析了含层理弱面地层破坏规律及水平井层理弱化对井壁坍塌压力的影响[16-18]。但是，目前针对横观各向同性层理地层的井周应力解析模型只考虑各向异性对岩石基质应力的影响，各向异性对层理面应力分布的影响尚缺乏研究。

基于以上考虑，本文建立了横观各向同性层理地层层理面应力分布计算模型，在此基础上，探讨了各向异性参数、井眼轨迹以及层理面产状对岩石基质与层理面坍塌失稳的综合影响，更客观地揭示了横观各向同性层理地层井壁坍塌失稳规律。

1 横观各向同性地层应力分析数学模型

硬脆性泥页岩在深部地层较高压力和温度的长期作用下，因矿物颗粒的择优取向，黏土矿物形成定向排列，同时黏土矿物多为片状结构，黏土矿物的定向排列与微裂缝的发育促使页岩具有鲜明的层理性特征（图1），因而形成了页岩地层的各向异性特征。……