页岩强度弱化规律及对水平井井壁稳定的影响

作     者：贾利春 连太炜 李忠飞 

作者机构：中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院 中国石油川庆钻探工程公司塔里木工程公司 

出 版 物：《钻采工艺》 (Drilling & Production Technology)

年 卷 期：2017年第40卷第3期

页      面：19-22页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

主　　题：页岩 直剪试验 弱面 水平井 坍塌压力 井壁稳定 

摘      要：为了揭示页岩本体和层理面力学强度特性及弱化对井壁稳定影响,基于直剪试验并结合弱面强度准则,分析了页岩抗剪强度参数的弱化规律。研究结果表明,水基钻井液浸泡下页岩本体和弱面强度均显著降低,且水基钻井液对弱面弱化影响大于对本体强度的影响。随着浸泡时间增加页岩强度逐渐降低,且最低强度逐渐左移;发生弱面破坏的角度范围逐渐增大;随着围压升高,页岩强度升高且发生弱面破坏的角度范围逐渐变小。坍塌压力与水平井钻进方位、弱面产状密切相关,其差异最高达到0.444 1 g/cm3,整体上水平井井眼沿着最小水平地应力方位钻进时井壁稳定性最好。随井眼钻开时间增加,当量坍塌压力逐渐升高。研究结果可为页岩气水平井钻井设计提供参考依据。