地层各向异性对硬脆性泥页岩井壁稳定性的影响

摘要

硬脆性泥页岩地层内部裂缝 、微裂缝等弱面结构发育,表现较强的非均质性和各向异性,常规坍塌压力的计算方法不能准确反映硬脆性泥页岩的破坏规律.基于弱面破坏准则,考虑弱面产状、各向异性、井眼轨迹的影响,建立硬脆性泥页岩坍塌压力的计算模型,分析不同地应力状态下的地层力学各向异性对坍塌压力的影响,确定钻井的安全及危险分布区域.结果表明:当水平地应力为均匀地应力时,地层各向异性对坍塌压力的影响较小,坍塌压力差异程度小于5.00％,基本可以忽略;其他应力条件下,需综合考虑地层力学各向异性和弱面对坍塌压力的影响,确定地层坍塌压力.井斜角与弱面角接近时(井斜角为45°～75°),沿任何方位钻进的定向井井壁失稳风险较高.该结果对硬脆性泥页岩地层钻井具有指导意义,为现场采取合理的工程对策解决井壁失稳问题提供依据.