层理性泥页岩的井壁失稳是制约深部油气钻井成功的关键问题之一.由于强度的各向异性,钻进大斜度井时更容易发生严重的井壁失稳问题.根据多孔介质弹性力学理论,建立了大斜度井井周应力状态,采用双重坐标转换,得到了井周集中应力在层理面上的分布.层理弱面和岩石基体均采用莫尔-库仑破坏准则,建立了层理性泥页岩大斜度井井壁稳定分析方法,综合考虑了层理面产状、井斜方位和地应力等因素的影响.研究结果表明,对特定产状的层理面而言,井斜角和方位角对井壁稳定性有重要影响.当井斜角超过一定角度后,坍塌压力急剧升高,井壁失稳风险增大,维持井壁稳定需要的钻井液密度较高,向水平最大主应力方向钻进大斜度井时坍塌压力最高,井壁失稳风险最大,应尽量避免井眼方位与水平最大主应力方向一致.
层理 泥页岩 各向异性 大斜度井 井壁稳定