松南气田泥岩井壁失稳形式及失稳机制的微观数字化分析

作者：石秉忠; 张栋; 褚奇

来源：石油钻探技术, 2023, 51(01): 22-33.

• 泥岩
• 井壁失稳
• 微观结构
• 水化作用
• CT扫描
• 松南气田

针对松辽盆地松南气田青山口组、泉头组和登娄库组泥岩井壁失稳的问题，运用高精度CT扫描数字化成像技术建立了数字岩样，并应用岩石微观结构数字图像数值分析方法提取物性参数，通过综合对比不同地层泥岩矿物组成、理化性能，以及泥岩经蒸馏水、不同钻井液处理剂溶液和现场钻井液浸泡后内部微观结构损伤变化等，揭示了泥岩井壁失稳的形式及其机制。3组泥岩岩样黏土矿物含量平均达到34.56%，且以伊/蒙混层、伊利石为主，均具有较强的毛细管自吸水化作用；因组构特征不同，水化损伤微观裂变扩展、裂变过程及其破裂模式与程度存在明显差异；裂变扩展过程决定了次生裂缝的走势与强度，从而决定了泥岩地层井壁宏观上的失稳形式主要是片状剥离和掉块坍塌；不同测试液抑制泥岩水化的作用机理不同，其效果存在明显差异，预防泥岩水化的关键是有效控制或阻缓水分子侵入。分析结果表明，采用数字化成像分析技术进行井壁稳定性评价时，在岩样微观结构损伤的直观刻画、定量描述及对比分析等方面具有明显优势；泥岩地层井壁失稳形式及失稳机制的揭示，为松南气田钻井液处理剂的优选和钻井液配方的优化提供了科学依据。