硬脆性泥页岩井壁稳定性研究

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摘要：硬脆性泥页岩地层在钻井施工过程中很容易出现井壁掉落的情况，使得钻井过程中遇到一定的阻碍，同时增加了钻井工作的难度。因此，硬脆性泥页岩在钻井过程中对于井壁的稳定性有着非常重要的影响，由于钻井周期比较长，钻井施工成本较高，在施工过程中，很容易由于各种钻井工序的影响，使得钻井工作的稳定性下降。利用钻井液对其进行很好的抑制，同时能够对微裂缝进行很好的封堵，这对于提高钻井液防塌陷非常重要。

关键词：硬脆性泥页岩；井壁稳定性；研究

当前我国对于不同区块的硬脆性泥页岩裂缝已经有了很多方面的研究，在裂缝扩展过程中，要对其不同硬脆性泥页岩地层结构进行科学划分，同时可以对其矿物组成成分进行科学分析，正确的识别其微观结构，对于保证硬脆性泥页岩地层结构的稳定钻井开采有着重要作用，能够尽可能的保证井壁的稳定性，提出相应的钻井液对策，选择适合的钻井液。

1. 硬脆性泥页岩微观结构对井壁稳定性的影响

在硬脆性泥页岩沉积过程中很容易会形成一定的层理结构，因此在构造运动过程中会随着这种硬脆性泥页岩的埋藏深度增加而出现失水情况，从而使得其结构出现了一定的裂缝。通常我们在显微镜下对这种类型的硬脆性泥页岩地层结构进行观察，我们会发现这种类型硬脆性泥页岩地层结构非常紧密，粘土矿物晶体经常会缺少一些自由生长的空间，不能够准确的观察到完整的粘土矿物晶体，而这种矿物晶体通常情况下又都是定向排列等，晶体之间很容易产生点、面等的接触，使得晶体之间的裂缝发展非常迅速，并且在这些硬脆性泥页岩地层结构上会发现有少量的微孔隙存在，通常这种微孔隙的大小是不能够用肉眼观察到的，一般情况下其宽度大小在微米级。

这种微裂缝对硬脆性泥页岩井壁的稳定性产生影响主要表现在两方面。一方面就是这些微裂缝结构是钻井液滤液进入地层的主要通道。钻井液通过这些微小的微裂缝结构进行渗入，这些微小的空隙互相之间的连通性比较差，因此在钻井液进入过程中会产生一定的阻碍作用，通过其自身的孔隙结构，会阻碍钻井液进入到硬脆性泥页岩内部结构中，因此钻井液在实际利用过程中，需要通过一些渗透性较强的微裂缝进入内部结构，通过增大地层孔隙之间的压力，从而发生了一定的物理化学反应，进一步对井壁的稳定性产生了影响。另一方面就是微裂缝的延伸拓展等会造成井壁的塌陷。

2. 硬脆性泥页岩地层钻井液对策分析

硬脆性泥页岩的矿物组成以及微裂缝发育等都是造成硬脆性泥页岩井壁失稳的重要影响因素，而其层理、微裂缝等的发育是钻井液快速进入地层内部，引发一系列的物理化学反应的重要前提，因此对此开展相应的钻井液对策有着重要作用。

第一，在利用钻井液过程中，选择适合的钻井液密度。在实际利用钻井液过程中，如果其密度过高，就会使得钻井液沿着层理、微裂缝等地方的渗入速度加快，在进入地层内部的过程中，很可能会出现部分闭合的裂缝快速的开启，很容易使得钻井液快速的进入到地层中，从而提高了地层缝隙的压力，使得周围岩石的强度明显下降，从而很容易引发地层结构出现坍塌的情况。与此同时钻井液发挥了自身较强的抑制作用，虽然在硬脆性泥页岩地层中的矿物含量不高，钻井液不会造成硬脆性泥页岩矿物中出现明显的膨胀，但是矿物的膨胀却会对地层应力内部分布情况产生非常大的影响，很容易使得地层微裂缝结构面变得强度下降，从而对孔隙压力产生较大影响，使得井壁的稳定性下降，严重的影响着井壁的稳定度。

钻井液在处理微裂缝过程中能够发挥很好的作用，通过进入到钻井液的主要通道内部，能够快速的进入地层内部从而引发一系列的化学反应，与此同时钻井液在和地层发生一定的物理化学反应过程中，会沿着微裂缝发生很大的延伸、扩展等情况，从而使得钻井液沿着微裂缝等位置进入地层应力结构，从而使得硬脆性泥页岩发生了严重的破坏。因此在实际利用钻井液的过程中，需要严格的根据需要的硬脆性泥页岩微裂缝大小、宽度大小、分布情况等选择适合的方式进行搭建桥梁，进行有效的填充，从而能够在钻井过程中快速的对微裂缝进行封堵，降低钻井液滤液不断向着地层内部进行渗漏，从而提高整个井壁的稳定性。

第二，利用油基钻井液体系，这种通常会有比较明显的防塌、以及保护的效果，这种钻井液在硬脆性泥页岩地层钻井工作开展过程中能够发挥较好的利用优势。但是在实际钻井工作开展过程中，由于里面含有一定量的水，通常情况下其含量在10.0%到20.0%之间，在钻井工作开展过程中，一定要严格的控制好油基钻井液密度，做好相应的封堵工作，降低其变形效果，从而保证较好的开展各项钻井工作。

3.结束语

综上所述，硬脆性泥页岩地层粘土中的矿物成分含量较低，大多数都是以伊利石为主，这种矿物地层结构的水化膨胀性比较弱，因此很容易造成井壁塌陷、脱落等情况。微观裂缝是钻井液进入硬脆性泥页岩地层内部的主要通道结构，微观裂缝扩展延伸主要是向着硬脆性泥页岩地层进行破坏的主要方式，所以在地层结构稳定性保护过程中，一定要重视对这方面破坏情况的预防，采取相应的措施来达到有效防治的效果。

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作者简介：苏云倩（1985-）男，汉族，河北邢台人，毕业于天津工程职业技术学院，工程师，现从事伊拉克项目组钻完井液服务工作。