永川南区深层页岩气水平井小井眼井壁稳定性研究

作者：龙章亮; 钟敬敏; 丁洁; 曾贤薇

来源：天然气技术与经济, 2023, 17(04): 22-29.

• 永川南区
• 页岩地层
• 井壁稳定性
• 力学—化学耦合
• 流体—固体耦合
• 小井眼建井

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；(2) 6.5 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。