永川南区深层页岩气水平井小井眼井壁稳定性研究

摘要

四川盆地南部(以下简称川南)深层下志留统龙马溪组页岩地层受高应力和钻井液水化影响,部分水平井发生井壁失稳。为了探讨深层页岩气水平井6.5 in小井眼建井的可行性,以川南永川南区深层龙马溪组页岩地层为研究对象,开展了XRD、SEM以及不同工作液条件下的膨胀率、岩石力学参数等基础理化测试,并结合力学—化学耦合、流体—固体耦合作用的井壁失稳模型研究,明确了永川南区龙马溪组储层页岩在钻井液浸泡前后、不同井眼尺寸和不同岩石尺寸条件下的井壁稳定性变化规律。研究结果表明:①永川南区龙马溪组页岩整体致密,矿物定向分布,石英、方解石含量高,岩性硬而脆;②黏土含量较少,以伊利石、绿泥石为主,含少量伊蒙混层,且水基、油基钻井液条件下膨胀应变普遍低于5‰,吸水膨胀能力弱;③井下压力环境下页岩具有较高的力学强度,油基钻井液对页岩力学强度的影响变化总体在10%以内。结论认为:①钻井液浸泡前后,不同井眼尺寸对井壁稳定性影响不大;②6.5 in小井眼井壁稳定性较8.5 in井眼更优,能够满足小井眼建井井壁稳定性需求。