钻井液对高煤阶煤岩力学性质的影响研究

摘要

水平井是实现煤层气高效开发的重要方式,但井眼垮塌制约了水平井的推广应用,而钻井液对煤岩性质力学参数的影响是水平井发生垮塌的重要原因。通过煤岩样品单轴压缩试验和三轴压缩试验,研究了钻井液对煤岩抗压强度、弹性模量和变形特征的影响,并探讨了其对水平井井眼稳定性的影响。结果表明煤岩裂缝、孔隙中赋存的伊利石、高岭石等强水敏性矿物是钻井液对煤岩力学参数造成影响的主要原因;钻井液浸泡导致煤岩抗压强度和弹性模量降低,且降低程度随浸泡时间延长而增加,钻井液浸泡是水平井井眼垮塌的重要因素;煤岩抗压强度随围压降低而降低,且浸泡后降低幅度增加,说明储层压力越低,井壁越容易坍塌,而钻井液则加剧了这一过程;钻井液浸泡后煤岩塑性变形段明显增加,峰值后应力缓慢下降,具有明显的塑性特征,加剧了井眼变形垮塌。