鉆井液水活度對頁巖井壁穩定性影響的實驗研究
——以秀山龍馬溪組頁巖為例

楊現禹，蔡記華*，蔣國盛*，石彥平，陳書雅

（1.中國地質大學（武漢）工程學院，湖北 武漢 430074；2.中國地質大學深圳研究院，廣東 深圳 518000）

0 引言

勘探開發頁巖氣和深部地質鉆探過程中維持頁巖井壁穩定離不開鉆井與鉆井液［1-2］。但頁巖屬于低滲透性沉積巖，其井壁穩定問題始終是頁巖氣（油）勘探開發中的難點和熱點所在［3］。油氣鉆井過程中所鉆遇地層的75%以上是頁巖地層，引起的井眼失穩問題超過了90%［4-6］。同時，頁巖水化是一個漸進的過程，頁巖地層中剛形成的井筒較為穩定，但隨著鉆井液中濾液逐漸侵入頁巖納米孔隙深處［7］，頁巖中的粘土礦物水化、頁巖孔隙壓力增加，最終導致井壁失穩，誘發井下事故，且在長水平段頁巖氣井中尤為突出［8-9］。油基鉆井液被認為是應對頁巖井眼失穩最有效且常用的方法［10-11］。但是，環保限制、高成本、鉆屑和廢棄鉆井液處理成本高，以及更高的循環損失趨勢也不能忽視［12］。因此，水基鉆井液技術仍然是頁巖井壁穩定研究的熱點和難點。

除了納米顆粒通過物理封堵作用阻緩水分進入頁巖孔隙從而抑制頁巖水化［13-14］之外，化學抑制是維持頁巖井壁穩定的另一重要方法，最常見的抑制劑就是鹽溶液。雖然川渝地區龍馬溪組頁巖蒙脫石和伊/蒙混層含量相對較低［15-17］，但為抑制頁巖水化分散和避免井壁失穩，鹽類處理劑的使用依然是水基鉆井液體系設計的重要選擇［18-19］。同時，隨著頁巖氣勘探向長江中上游地區發展，這些地區頁巖中蒙脫石和伊/蒙混層含量并非一直呈較低趨勢?！?br>