溶质离子扩散条件下泥页岩力学与化学井眼稳定模型研究

摘要

井壁失稳是钻井工程中经常遇到的一个十分复杂的问题,影响井壁稳定的因素是多方面的.以往建立的化学力学井眼稳定模型认为泥页岩表面有一层半透膜,通过引入膜效率系数,把钻井液与泥页岩相互作用所产生的力效应和纯力学结合起来.笔者认为水和溶质离子的流动改变了井壁孔隙压力,从而导致井壁失稳,在建立近井壁孔隙压力传递模型的基础上,考虑钻井液与泥页岩之间的水和离子的流动,建立了一个评价泥页岩化学与力学井眼稳定的新模型.模型计算结果表明:井眼失稳既可以发生在井壁,也可以发生在泥页岩内部,并具有时间效应;同时表明水的活度与溶液的性质是影响泥页岩井眼稳定的重要因素.