页岩强度弱化规律及对水平井井壁稳定的影响

贾利春 连太炜 李忠飞

JIA Li-Chun LIAN Tai-Wei LI Zhong-Fei

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０．４４４１ｇ／ｃｍ，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。