普光千佛崖含多类型弱面陆相页岩水化结构损伤特征研究

来源：石油科学通报杂志2025年第3期北京时间：

作者：薄克浩, 高书阳, 金衍, 陈军海

单位：1 中石化石油工程技术研究院有限公司，北京 1022062 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室,北京 1022063 中国石油大学(北京)石油工程学院，北京 102249

摘要：川东北千佛崖组页岩水平段钻进井壁垮塌难成井问题，严重制约着普光陆相页岩油气资源的高效开发。明确普光千佛崖组陆相页岩水化结构损伤特征，是揭示其井壁失稳机理形成对应成井措施的重要前提。井下岩心观察发现，普光千佛崖组陆相页岩较长井段同步发育层间页理和有机质富集的滑动镜面。为此，分别以不含滑动镜面和含滑动镜面的千佛崖组陆相页岩为研究对象，开展了页岩基础组构特征及理化特性分析，探究了不同流体作用下(去离子水、白油、油基钻井液和水基钻井液)含多类型弱面页岩细观结构损伤特征，同时结合所构建的考虑多类型弱面的页岩井壁稳定模型，进行了井壁失稳机制分析讨论。研究结果表明：(1)普光千佛崖组陆相页岩以黏土矿物(近60%)和石英为主，黏土矿物中主要含伊利石和绿泥石；内部平行层理方向微裂缝发育，具有明显油水双亲特征，总体水化分散特征相对偏弱。(2)去离子水和水基钻井液作用下页岩水化结构损伤特征明显；白油和油基钻井液作用下，不含滑动镜面和含滑动镜面的页岩内部均未出现明显的细观结构损伤，说明现场油基钻井液具有较好的水化抑制性，同时表明含多类型弱面页岩内部并未发生明显的有机质溶解现象；在一定程度上也说明，油基钻井液与千佛崖组页岩间的物理化学作用并不是主导其井壁垮塌的主控因素。(3)忽略千佛崖组页岩内多类型弱面结构发育的特征，会很大程度低估页岩层井壁坍塌压力，导致水平段失稳垮塌风险增加。研究结果深化了对普光千佛崖组陆相页岩水化结构损伤特征及失稳机理的认识，为千佛崖组页岩水平段安全高效成井提供了技术支撑。

关键词：井壁失稳,陆相页岩,普光地区,千佛崖组,滑动镜面,多类型弱面,水化损伤

基金资助：中石化科技部重点攻关项目“多类型气藏钻完井关键技术研究”(P24231);中石化科技部基础前瞻项目“陆相页岩地层水平井井壁失稳机理研究”(P24248)