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摘要
采用三轴实验与剪切实验，以横观各向同性理论与弱面准则为依据，融合钻井应力卸载与水化作用下的力学损伤，建立了应力卸载-水化协同作用下的页岩井壁稳定模型，开展了页岩地层井壁稳定性影响因素分析。研究表明：页岩钻开后发生应力卸载，围压、轴向应力越大，应力卸载造成的页岩强度弱化越显著，应力卸载幅度与页岩力学强度弱化程度正相关。页岩层理越发育，越易沿层理破坏，应力卸载时，弱结构面与应力卸载协同作用，页岩强度弱化程度越高，力学稳定性越差，井壁失稳风险越大。外部流体易沿层理侵入，促进页岩水化，水化作用同样使页岩力学稳定性变差，降低井壁稳定性。应力卸载对页岩地层坍塌压力的影响主要发生在钻井前期，水化损伤对井壁失稳的影响主要发生在钻井后期。层理、应力卸载、水化作用共同影响页岩井壁稳定性，应力卸载-水化协同作用下页岩井壁稳定性模型综合考虑了三者的影响，经现场应用检验，预测结果符合钻井实际，可靠性较好。
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单位西南石油大学; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室
