于洋，陈军海 ，李丹丹 ，易浩，曾义金 ，李鑫

1 中国石化西北油田分公司，乌鲁木齐 830011

2 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京 102206

3 中国石化石油工程技术研究院，北京 102206

四川、新疆等地区深井超深井钻井中，硬脆性地层井壁围岩崩落掉块频繁，造成钻井阻卡严重，更是存在井壁瞬时大量掉块填埋钻具现象，已使多口超7000 m的重点井多次侧钻或井眼报废，成为了制约深层超深层油气钻探的关键难题之一。传统井壁失稳理论主要考虑岩石强度、岩石组构特征、地应力等关键因素，分析得到维持井壁稳定的坍塌压力，据此设计钻井液性能与密度[1-5]，硬脆性地层岩石普遍具有强度高、水敏性弱等特征，传统井壁失稳理论分析该类地层井壁稳定性较好，使得设计的钻井液密度较低，无法平衡井壁坍塌压力，造成该类地层钻开后井壁围岩持续崩落掉块，现场只能依靠经验提高钻井液密度，并不能有效解决井壁围岩掉块，甚至会因钻井液密度过高加剧掉块或引起地层破裂漏失。笔者针对井壁崩落掉块最为频繁的灰岩、白云岩、页岩等硬脆性地层开展岩石力学实验时发现，岩石破坏时存在瞬间爆裂、体积破碎、岩块呈不规则裂开等现象，并伴有不同程度的响声，类似于矿山开采、隧道开挖等工程中的岩爆现象，说明该类地层具有岩爆倾向，将地层此种特征考虑到井壁失稳研究中至关重要。

岩爆是在高地应力条件下，隧道、矿山等地下工程开挖过程中硬脆性围岩因开挖卸荷导致应力重新分布，从而使储存于岩体中的弹性应变能突然释放，产生爆裂、松脱、颗粒弹射甚至抛掷等破坏现象的一种动力灾害[6]。……