为了揭示层理页岩强度各向异性对水平井井周剪切失稳的影响规律，基于直剪试验研究了川南龙马溪组页岩的强度各向异性特征，并与国外典型层理页岩进行了对比；建立了层理页岩井周坐标转换关系模型，结合井周应力弹性解、Mohr-Coulomb弱面强度理论、Mohr-Coulomb准则，建立了层理页岩地层井周剪切失稳区域预测方法；分析了钻进方位对井周剪切失稳区域分布规律的影响。结果表明：弱面与本体强度参数基本呈线性关系，本体内聚力约为弱面内聚力的2.10倍，本体内摩擦角约为弱面内摩擦角的1.20倍，其中川南龙马溪组页岩强度各向异性特征更加显著；考虑层理等弱面影响计算出的失稳区域的形状不是传统的“狗耳朵”形状，而是近似于长方形，这种形状与典型的物模试验结果基本吻合；若页岩地层中存在显著的层理，则井周地层更容易沿弱面剪切滑动，导致水平井坍塌失稳的风险显著增大。利用该方法可以分别计算出井周地层沿弱面剪切、本体剪切和全部剪切的失稳区域分布，为层理发育地层井眼稳定分析、成像测井反演地应力方位等研究提供基础理论支撑。
页岩气 水平井 层理 井壁稳定 弱面 坍塌压力