程 万，孙家应，尹德战，蒋国盛*

（1.中国地质大学（武汉），湖北 武汉430074；2.安徽省煤田地质局第一勘探队，安徽 淮南232052）

0 引言

我国对石油天然气资源的需求量日益增加，2020年原油对外依存度预计超过70%，天然气预计超过40%［1］，国家能源安全受到严重威胁。随着浅层油气资源的逐渐枯竭，深层油气资源开发已成为国家油气发展的重要战略。由于深层油气地质和钻井条件复杂，井壁极易出现失稳破坏的现象。井壁失稳问题一般发生在页岩、煤岩、盐岩、非胶结或弱胶结的岩石及其它破碎性的岩石等地层［2］。从已有的钻井工程实践来看，井壁失稳主要发生在泥页岩井段。

在钻井过程中泥页岩地层发生失稳破坏，主要表现为井眼缩径（见图1a）、坍塌（见图1b）、扩大（见图1c）和破裂（如图1d）等，轻则造成钻井周期延误，重则导致井眼报废，造成巨大的经济损失。泥页岩地层井壁失稳是制约深层油气资源安全高效开发的技术“瓶颈”。由于地应力、地层岩石力学参数、岩石与泥浆相互作用和钻井作业等因素，井壁出现失稳问题是钻井工程中所遇到的复杂难题，迄今还没有研究出可以彻底解决这个难题的高效方法。国内外的专家在井壁失稳力学和化学机理、井壁稳定性预测模型方面做了大量的研究工作，笔者对此进行梳理，并着重论述多场耦合的井壁稳定性预测模型的研究进展和发展趋势。

图1 井壁失稳现象Fig.1 Types of wellbore failure

1 泥页岩井壁失稳机理

1.1 力学失稳机理

地层被钻开前仅受到原始地应力的作用，地层被钻开后钻井液液柱压力与原始地应力同时作用在井壁围岩上，井壁围岩应力场因而发生重新分布。……