6 、井壁稳定性解析

1 评价方法在实践中对井壁稳定的影响因素相对较多，单纯的依靠室内的实验以及经验知觉推理的方式是无法获得精准的信息的，对此必须要对钻井区域进行系统的分析，了解对井壁失稳影响的各种因素问题，综合钻井过程中出现的各种问题与现场的实际资料信息，基于地区的实验测定数据为主要的信息基础，通过模糊综合的评判方式，对此钻井井壁的稳定性进行系统的、综合的分析，这样才可以避免通过经验判别的方式对其进行分析的弊端与不足，可以在根本上提升整个井壁的稳定性评价的科学性以及精准性。

2 模糊综合评价方式存在问题及解决方法模糊综合评价法是在上个世纪产生的一红可以处理经典数学中无法解决的迷糊问题，在不同的领域中均有较为广泛的应用，但是其还是存在一定的不足，在计算过程中人为因素会对直接对权重产生不良的影响，对此在实践中必须要对其进行系统的分析。

（1）权重。

在模糊综合分析方式中，所谓的权重就是根据工作人员自身经验累计已确定的一种对环境中各种因素进行评价的方式与手段，在一些问题相对较为复杂、实际影响因素种类相对较为繁多的时候，会导致权重出现分配不科学以及不合理的问题，这种状况直接影响了整体的评价结果与精准性，因此在实践中必须对权重的进行科学合理的确定、精准的判断，利用约束规划相关模型利用拉格朗日函数推导全新的权重方式。

在实践中，如果矩阵A判断为具有完全一致性，通过对其整体一致性的矩阵判断性质可以以了解：第一，在矩阵A中的任一指定行与不同行之间的对应元素中的比值为常数；第二，在任意指定的i行以及第j列中可以得到a ik/ a jk=a ij；第三，基于一致性，的判断矩阵中，又获得a ij=ωi/ωj。

因此，在判断矩阵A=（a ij n）Xn，的满足一致性的时候，则：ωi=a ijωj，其中i就是判断矩阵A中的第i行中第j 列的元素；ωi以及ωj则分别表示权重向量ω中i以及j个分量。

可以说，客观的事物自身的复杂性，直接的告知了在构建完全一致性的互反判断矩阵的的困难程度，但是如果要构建判断矩阵最接近完善一致性的互反判断矩阵，则就要认为此判断矩阵的一致性较为良好，而后在引入εij，同时εij=ωi-a ijωj，这样就会构建一个最优化的约束条件。

井壁稳定主要是井眼受到地质的因素、钻井作业的因素以及泥页岩和泥浆的不稳定因素等方面影响而出现的井壁失稳现象。

钻井过程进行的是复杂的地下工程，很多问题不能完全预估，对地下情况的分析并不是完整、系统的，研究人员一直致力于分析井壁的稳定机理，争取在稳定井壁的技术上获得新的突破，减少钻井事故的发生。

1 钻井井壁失稳问题的研究现状1.1 国外研究现状分析国外研究人员为解决井壁失稳的问题，早在本世纪40年代就提出将井壁从化学和力学两个角度分开研究，在理论方面进行定性的分析。

现场研究人员根据测井的相关资料从应用的角度提出稳固井壁的一些方法，70年代利用测井的数据来分析力学问题，井眼力学、岩石力学和测井力学稳定性等技术逐渐开发出来。

80年代以后，水平井和大位移井应用发展，对井壁稳定性的研究逐渐进入到定量化，并进行的现场应用。

1.2 国内研究现状分析 我国在钻井井壁稳定方面的研究比国外要晚，80年代初主要通过岩石力学分析地层蠕变对套管造成的破坏问题，直到90年代才在井壁稳固方面有所研究。

黄荣樽等人分析了水平井井壁力学和大斜度井的井壁受力情况，并建立相应的模型，计算井壁渗透性造成的坍塌压力。

之后石油大学岩石力学研究人员又研究了泥页岩的井壁坍塌力学问题。

还有学者根据损伤力学的理论建立硬脆性泥页岩的本构方程；在实验的基础上，用固体力学的方式建立膨胀性泥页岩水化的本构方程。

逐渐研究出选择合适的钻井液密度来解决井壁稳定问题的新方法[1]。

2 造成井壁失稳的原因分析2.1 地质原因造成失稳除高压油气层以外，地层的构造是造成井壁失稳现象的一个主要原因。

受到原始地应力的影响，地壳运动导致地层之间产生构造应力，岩石受到挤压或拉伸力、剪切力的作用会产生断裂等现象，从而将能量释放出来，有时候构造应力的大小未能使岩石破裂，而是以潜能的形式隐藏在岩石结构之中，遇到一定的条件就会显现。

岩石自身性质差别，孔隙内的压力也各有不同，受温度和压力的影响，孔隙内会隐藏高压，如生油岩、泥页岩等，孔隙压力达到一定值时会产生高压气体，使岩石崩散。

井壁稳定性问题的研究与进展作者：姜春丽来源：《科学与财富》2016年第07期摘要：本文从三个方面分别阐述了国内外关于井壁稳定的研究与进展。

从二十世纪中叶开始关于井壁稳定机理的研究经历了试验摸索到定量描述的阶段。

与此同时井壁模拟实验装置也在各种研究的需求下诞生并一路发展。

先进的钻井液技术，新型处理剂钻井液体系的应用也大大提高了井壁稳定性能，减少了井下复杂情况的发生。

关键词：井壁稳定；泥页岩；钻井液石油钻井过程中所遇到的井壁失稳大致可分为破碎体失稳、塑性体失稳和泥页岩失稳，其中泥页岩失稳就占90%以上[1-2]。

在油气勘探开发前，地层泥页岩处于力学、物理、化学、流体力学的各种平衡状态，在油气勘探开发过程中，原有物理化学条件发生改变，各种平衡状态被破坏，系统逐渐向另一种平衡状态过渡，加之泥页岩本身的脆弱及其极强的物理化学敏感性，因而经常给油气勘探开发带来各种问题。

一、井壁稳定性机理研究进展井壁稳定性问题的研究，早在二十世纪中叶就己经开始[3]。

从研究思路来说，可以归结到以下三大类：井壁稳定的力学研究；泥页岩稳定的化学因素研究；泥页岩稳定的力学与化学耦合研究。

从国内外在这方面研究的发展过程来看，可以将泥页岩水化力学与化学耦合研究分为两个阶段：七十年代初到九十年代初的实验摸索阶段；九十年代以后的对化学影响定量描述的阶段。

1970年，M.E.chenevert[4]开始研究页岩吸水以后力学性质的变化；通过实验观察了页岩密度、屈服强度、吸水膨胀与吸水量之间的关系，并测量了页岩吸附水量与时间和距离的关系。

1989年，C.H.Yew和M.EChenevert在定量化研究中迈出了第一步[5]。

他们首先假设泥页岩为渗透各向同性的基础上，再结合质量守恒方程，得到柱坐标内的吸水量方程。

再将泥页岩的力学性质与其总含水量（总吸附水量）相关联，然后又将水化膨胀应变与总含水量W相关联，便可求得力学与化学耦合后的应力、应变及位移。

高含硫气井井壁稳定技术的研究与应用第一章：引言高含硫气井开发是近年来石油勘探开发领域中的一个热点问题，这类井的开发由于存在致密砂岩、高温高压等复杂地质环境，因此遇到了挑战。

在天然气勘探开采过程中，井壁稳定性是决定井漏、井喷等重大事故发生的关键因素，因此对提升高含硫气井井壁稳定技术进行深入研究和探索，具有重要的现实意义。

第二章：高含硫气井井壁稳定问题分析高含硫气井盐层出现塌陷、冻结，硫化物析出等问题，会导致井身外径、裸眼段长度变化，卡钻，卡管，泥浆污染严重，影响钻井效率和安全性。

在遇到复杂地层的时候，钻井漏失问题更为突出。

第三章：井壁稳定技术研究现状目前，针对高含硫气井井壁稳定技术，国内外学者开展了一系列研究，包括钻井液优化设计、泥浆失稠剂的选择、井眼内外壁支撑体系设计、井壁完整性评价等方面的研究。

3.1 钻井液优化设计为了提高井壁稳定性，一些学者提出了采用PLC聚合物作为泥浆中的黏土处理液，可以提高泥浆孔隙自动调控防坍力，提高泥浆的流变性能。

同时还可以采用添加纳米粒子的方式来减少钻井液中的黏土用量，从而降低钻井液造价，提高钻井效率。

3.2 泥浆失稠剂的选择针对含硫气井，选择适合的泥浆失稠剂具有重要的意义。

适当的钻井液形成的壳体强度大，不容易破裂，而同时避免和盐层反应。

中国的一些技术人员提出，采用了一种特殊的泥浆失稠剂，能够减少钻头与盐层的化学反应，从而达到提高井壁稳定性的目的。

3.3 井眼内外壁支撑体系设计国内研究人员检测了盐层的一些物理参数，确定了盐层、淤泥软土和硬岩三种类型的井壁稳定不同，依此提出分别适合不同地层的井眼支撑体系。

3.4 井壁完整性评价井壁完整性评价是现代科学技术的一项重要应用。

研究表明，高含硫气井钻井过程中，井壁完整性评价既能帮助选择适当的工程措施，解决井壁稳定问题，又能补充和完善钻井过程的技术优化，提高钻井效率和安全性。

第四章：高含硫气井井壁稳定技术的应用实践研究发现，钻井液优化设计、泥浆失稠剂的选择、井眼支撑体系设计以及井壁完整性评价的实施，在高含硫气井井壁稳定技术的优化和提升上表现出了显著的效果。

层理性页岩水平井井壁稳定性分析马天寿;陈平【摘要】基于孔隙弹性力学和单结构面强度理论,建立层理性页岩水平井井壁稳定力学分析模型,分析层理面产状(走向、倾角)、井眼轨迹(井眼方位)和层理面强度弱化对水平井井壁稳定的影响.研究结果表明:页岩层理面产状和层理面强度弱化是导致水平井井壁坍塌失稳的主要因素;层理面倾角为0°～30°时,沿着任何方位钻水平井的井壁稳定性都比较差,而层理面倾角为30°～90°时,沿特定方位钻水平井的井壁稳定性却比较好的,这便为井眼钻进方位的优化设计提供重要依据;层理面强度弱化的影响可以比层理面产状的影响更大,不同产状下坍塌压力差异可达0.45 g/cm3,而层理面强度弱化导致的井壁坍塌压力可增加约0.54 g/cm3;钻井液在渗透作用下沿层理面侵入地层,导致层理面黏聚力和内摩擦角降低,使井壁岩石更容易沿层理产生滑移,从而加剧井壁坍塌失稳的风险.最后,采用该模型在四川东南部威远构造第一口页岩气水平井W201-H1井进行了验证,井壁坍塌压力分析结果与实际情况吻合良好.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(046)004【总页数】9页(P1375-1383)【关键词】页岩气;水平井;层理;井壁稳定;弱面;坍塌压力【作者】马天寿;陈平【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都,610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都,610500【正文语种】中文【中图分类】TE21井壁不稳定问题是钻井工程中的世界性技术难题，也是安全高效钻井的核心问题之一[1]。

钻开地层形成井眼后，钻井液柱压力取代了所钻岩层提供的支撑，破坏了地层原有应力平衡，引起井眼周围岩石的应力重新分布。

如果重新分布的应力超过岩石所能承受的最大载荷(不管是抗拉强度还是抗压强度)，将会导致井壁失稳。

同时，钻井液滤液侵入地层，引起地层孔隙压力增加、岩石强度降低，将进一步加剧井壁的不稳定。

探讨油田深井井壁稳定问题【摘要】石油测井的对象是钻井旁边的岩石，但是在石油测井中面临井壁的坍塌，主要技术的难题是岩石的可钻性和井壁岩石的稳定性，井壁的稳定性是直接影响测井的关键因素。

本文探讨深井井壁稳定问题，分析井壁失稳的原因并且提出了控制井壁失稳的常用技术。

【关键词】测井井壁稳定随着油田的开发，老的油田发展逐渐向深层和深海地区转移，钻探的深井和水平井数量较多，水平井位移数量随之变大，而在深井测井中，由于深井钻遇的地质层系较多，岩石岩性变化复杂，钻探过程中裸眼浸泡时间长，因此深层井壁的稳定性较差，在深层测井中面临井壁稳定问题更显得突出1 井壁失稳的形式井壁失稳的形式具有多种性，在测井上表现为井径扩大、岩石坍塌。

井壁失稳问题主要的形式包括井壁坍塌（脆性泥页岩、低强度砂岩井易发生）、缩径变形（泥页岩井壁易发生）和破裂（钻井压力作用）。

在深井中井壁的坍塌是最为常见的形式，井壁坍塌直接影响钻探和测井的进程。

2 井壁失稳的原因地层力学因素和岩石物理化学因素是直接影响井壁不稳定主要因素，这两个因素最终导致井壁受力不稳定，受力不稳定导致井壁坍塌。

2.1 地层力学因素对井壁稳定的影响地层应力就是油气井开采前地层受到的原始压力。

这些压力可分为上覆压力v、最大水平地应力h和最小水平地应力h，按照作用力的方向可以称为沿井眼环向应力、径向应力、轴向应力，其中在深层定向井中包括剪切应力分量。

这些原始的作用力超过岩石的强度（不管是抗拉强度还是抗压强度）和平衡不均，这都将导致井壁受力不稳定导致井壁失稳。

考虑上述情况，在钻探测井前先通过其他技术了解作业地区地层应力分布状况，可以模拟建立地层孔隙压力、地层坍塌压力以及地层破裂压力3个剖面，以便在钻探过程中监控钻探，预防井壁坍塌（图1）。

2.2 岩石物理化学因素对井壁稳定的影响岩石的物理化学特征直接影响井壁的稳定性，一般井壁失稳主要发生在泥页岩层段，主要取决泥岩的物理化学特征带电性和亲水性，这些特征可以引起泥岩的体积膨胀、粘土颗粒分散和岩石强度下降。

井壁稳定动力学分析研究摘要：钻井过程中起下钻、岩屑运移和钻柱运动等都会对井壁岩石产生动载荷作用，进一步影响井壁岩石的力学特性和井壁整体稳定性，减慢现场钻井进度甚至造成大量经济损失。

然而目前关于井壁动力学变化对井壁稳定性的影响机制和规律尚未形成系统的认识，因此继续对此进行系统性地调研，以了解国内外目前的研究进度，为后续研究奠定基础。

此调研针对井壁稳定动力学做出总结归纳，并提出目前研究中相关方面的欠缺，对后续研究有重要指导意义。

关键词：井壁稳定；动载荷；动力学一、研究背景未知的事情总是充满着不确定性，钻井就是这样一种存在不确定危险的工程，其中井壁失稳一直是钻井工程的经常遇到的复杂情况之一，在世界很多油田都普遍存在。

据保守估计，井壁失稳消耗的时间约占总钻井时间的5~6%，每年给石油工业界造成的损失约5~6亿美元[1]。

钻井过程中遇到井壁失稳问题，不仅会减慢钻井进度，使钻井工作不能安全快速地进行，而且会影响后续固井、完井、开发等工作，带来更多难题。

在井眼周围由于其外观形状的不同，会造成应力在井眼周围发生变化，出现应力集中的情况，会对井壁造成伤害，究其缘由主要是井眼内的液柱产生的压力与地下的应力产生了一种不平衡的现象，导致井壁会出现坍塌等复杂事故。

钻井工作者经过长期的现场经验与理论分析相结合，深入探讨研究了有关井壁发生井漏和坍塌等形式破坏的原因，将其分为两大类：人为因素和天然因素。

人为因素是指在钻井施工过程中由人来参与完成的阶段，比如：钻井液的选择、完井方式的选择、井眼轨迹的设计等等，天然因素是指地层的物理和化学性质参数，比如：地层岩性、异常高压等复杂情况的出现[2]。

其中，人为因素中起下钻具造成的井底压力波动钻柱与井壁之间的摩擦和碰撞等因素均会造成动载荷作用，在动载荷的周期性作用下井壁岩石的力学特性和井周应力状态将会发生变化，进一步影响井壁整体稳定性，对钻井工程造成进度及经济影响。

但是，目前关于井壁动力学变化对井壁稳定性的影响机制和规律尚未形成系统的认识。

声波测井技术及其在井壁稳定性分析中的应用声波测井技术是一种广泛应用于石油勘探和开发领域的地球物理勘察方法。

通过测量地下岩石中声波的传播速度和振幅，声波测井技术可以揭示地下岩石的物理性质，并为井眼设计和井壁稳定性分析提供重要参考。

声波测井技术的原理是利用声波在岩石中的传播特性来推断岩石的物性参数。

当声波通过岩石时，它会受到岩石的弹性、密度和孔隙度等因素的影响，从而发生速度和振幅的变化。

通过接收井底发射的声波信号，并分析接收到的信号波形、振幅和时间，可以获取地下岩石的弹性模量、泊松比、密度和孔隙度等参数信息。

声波测井技术在井壁稳定性分析中具有重要的应用价值。

井壁稳定性是指钻井过程中井壁的可靠性和稳定性，涉及到井壁的抗压、抗剪和抗渗性能。

通过声波测井技术获取的岩石物性参数可以帮助工程师全面评估井壁的稳定情况，为井壁设计和加强措施提供科学依据。

首先，声波测井技术可以确定地下岩石的弹性模量和泊松比。

这些参数可以评估井壁的刚度和变形能力，从而判断井壁在受到钻井工况和地层力学作用时是否会发生破裂或滑动。

弹性模量是岩石的抗变形能力的衡量指标，泊松比则描述了岩石在应力作用下体积变化和形变形式。

通过声波测井获取的这些参数，可以量化井壁的可靠性和稳定性。

其次，声波测井技术还可以衡量地下岩石的密度和孔隙度。

井壁的稳定性与岩石的密度和孔隙度密切相关。

高密度和低孔隙度的岩石通常具有较好的井壁稳定性，而低密度和高孔隙度的岩石则易于产生塌陷和溜塌。

通过声波测井获得的密度和孔隙度信息，可以直接用于井壁设计和井壁强度评估，有效预防和控制井壁失稳和事故。

此外，声波测井技术还可为井壁稳定性分析提供其他有用的信息。

例如，声波测井技术可以定量评估井壁的岩石破裂程度和裂缝发育情况。

岩石裂缝是造成井壁不稳定的重要因素之一，声波测井可以通过分析声波在裂缝中的传播特性来定量评估井壁的裂缝数量、尺寸和分布情况。

这对于井壁强度评估和井壁加固技术的选择非常有帮助。

C02 井壁稳定问题第二章井壁稳定问题引言在所有钻井作业中，保持井壁稳定都非常关键。

从最轻的情况讲，不稳的井壁会妨碍钻井作业；最严重的情况时，由于井壁垮塌不得不弃井。

井壁失稳可能是力学原因、化学原因或者二者的结合引起的。

简单的讲，力学影响因素通常与泥浆比重(太高或太低)或者钻进参数(钻速、扭矩和摩阻以及起下钻次数)有关；化学影响因素与泥浆类型有关(不适当的泥浆类型或对地层的抑制性不够)。

下面几节将详细阐述并给出在设计、执行和钻进作业阶段中尽量防止井壁失稳的措施。

常见错误观点在详细阐述井壁稳定问题之前，一些普遍的错误观点必须加以排除。

? 许多钻井行业的人深信，只是为了井控目的才对泥浆比重提出要求。

他们通常认为井眼坍塌只不过是钻进中泥浆比重不够所致。

因此，这种观点认为：井控中常用的正压钻进可以同时满足井壁稳定。

这种观点背后的逻辑有破绽。

弱地层可能需要附加1000psi的正压以防止井眼坍塌，而一些泥灰岩可以采用欠平衡压力通畅地顺利钻进。

? 一个很普遍的假定是增加泥浆比重总是可以解决井眼的稳定问题。

这并不全对。

增加泥浆比重有可能使问题更复杂。

例如，在裂缝地层中容易发生快速的失稳，而在许多孔隙性岩石地层中，较高的滤失和较厚的泥饼会引起压差卡钻。

? 许多人深信使用油基泥浆可以防止钻泥岩段的任何复杂情况。

但是如果泥浆比重或水相矿化度不合适时，井壁失稳仍会发生。

? 值得重新认识的一点是，泥浆体系的那些基于理论模型得到的推荐值对任何有责任心的人来说都是不可靠的，它们经常需要“修正”以得到准确实用的泥浆比重。

经验是另一个较好的准则。

? 处理井眼扩大时，人们常常把重点过于放在环空返速上。

实际上减少API失水、提高抑制性和采用正压常常比减低环空返速更有效。

井壁失稳机理------机械方面非胶结地层这种类型的地层通常都是在井眼上部，但也可能在断裂地区和非胶结油藏地层中遇到。

非胶结地层没有粘结强度，故当用清洁的钻井液钻进时不能给井壁提供围压，这类地层就会垮塌进入井筒。

过断层井段井壁稳定性分析林海;许杰;幸雪松;范白涛;邓金根;张羽臣;王桂萍;王晓鹏【摘要】Taking into account formation heterogeneity and anisotropy around a fault, and based on the weak surface strength criterion, the influence of the formation anisotropy on in-situ stresses was analyzed, and the changing pattern of the borehole collapse pressure with the fault strike and dipping angle was discussed.Furthermore a model for calculating the collapsing pressure through faults was established and the collapsing pressure analyzed.The results show that maximum and minimum horizontal stresses increase with the increasing values of Eh/Ev and vv/vh, so the influence of formation anisotropy on in-situ stresses should be considered when the hole section cuts through a fault.Collapse pressures corresponding to different fault types, fault strikes or dip angles are different, and there is no inclination azimuth where collapse probability is monotonically increasing or decreasing;safe area and dangerous area occur alternately.Fault types and the weak surface structure should be considered in well trajectory designs, with the fault being drilled through at the reasonable angle.The prediction model developed here was applied to Well A in Bohai oilfield, achieving sound engineering effects, with the hole enlargement being generally less than 10%.The results of this paper have a guiding significance for drilling safety through faults, which can provide theoretical reference for designing wellbore trajectories.%考虑断层周围地层非均质性和各向异性,根据弱面强度准则,分析了地层各向异性对地应力的影响,探讨了井壁坍塌压力随断层走向及倾角的变化规律,建立了过断层的坍塌压力计算模型,开展了不同性质断层构造坍塌压力分析,结果表明:随着Eh/Ev、vv/vh值的增大,水平最大应力、水平最小应力增加,过断层应考虑地层各向异性对地应力的影响;不同的断层类型、断层走向及倾角所对应的坍塌压力存在差异性,且不存在单调递增或递减的井斜方位,安全区域和危险区域交替出现;井眼轨迹设计应考虑断层类型及弱面结构,选择合理的钻入角钻穿断层.将本文预测模型用于渤海油田A井取得了良好工程效果,井眼扩大率基本小于10%.本文研究结果对过断层时钻井安全具有指导意义,可为井眼轨迹设计提供理论参考.【期刊名称】《中国海上油气》【年(卷),期】2017(029)001【总页数】6页(P110-115)【关键词】过断层井段;地应力;横观各向同性;坍塌压力;井壁稳定性【作者】林海;许杰;幸雪松;范白涛;邓金根;张羽臣;王桂萍;王晓鹏【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司天津 300451;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津 300451;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300451;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津 300451;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京 102249;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津 300451;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津 300451;中海石油(中国)有限公司天津分公司天津 300451【正文语种】中文【中图分类】TE21由于受到多期构造运动和晚期改造作用的影响，渤海海域断层发育，以正断层和走滑断层为主[1-2]。

欠平衡钻井井壁稳定性分析与解决方案发表时间：2020-10-13T11:20:12.590Z 来源：《基层建设》2020年第16期作者：李红刚[导读] 摘要：在开展欠平衡钻井工作的过程中，井壁自身的稳定性直接决定着钻井工作是否能够成功。

中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井技术服务公司辽宁省盘锦市 124000摘要：在开展欠平衡钻井工作的过程中，井壁自身的稳定性直接决定着钻井工作是否能够成功。

基于此，本文对欠平衡钻井工作进行过程中井壁失稳的具体表现形式，对影响井壁自身稳定性的因素进行了明确，基本上分为压缩剪切与拉伸破坏两种不同的形式，在此基础上，对原地应力以及地层强度影响欠平衡钻井稳定性的机制进行了研究，并且提出了相应的解决方案。

关键词：欠平衡钻井；井壁；稳定性；因素引言：在对欠平衡的钻井进行开发的过程中，若是其井壁自身的稳定性比较好，那么钻井工作可以顺利开展，反之，则会直接降低钻井工作的效率水平，因此保证欠平衡井壁的稳定性至关重要，对此，首先需要明确影响欠平衡钻井井壁稳定性的因素，针对这些因素，采取针对性的措施予以控制和解决。

一、欠平衡井壁失稳概述在进行欠平衡钻井工作的过程中，井壁失稳的问题较为常见，也是影响钻井工作正常进行的主要因素之一。

在日常的实践工作过程中，欠平衡井壁失稳的表现具体如下：在进行钻井工作时，若是钻井内部液体自身的压力数值比较大，那么井壁周围的岩石会出现张性破裂问题，钻井也就会出现失稳的状况。

对钻井的井壁稳定性产生影响的因素分为自然与人为两种类型，欠平衡钻井井壁自身的稳定性问题属于力学与化学的结合体，其中，钻井液的化学作用最终可被归纳为力学作用，所以需要综合多方面的知识予以应对。

二、井壁稳定性影响因素为了进一步提升井壁的稳定性程度，首先需要明确对井壁稳定性产生影响的各种因素，其中涵盖着力学、化学、工程等内容，需要逐一进行分析和研究。

1.工程工程因素是对井壁稳定性产生影响的重要因素之一，其主要涵盖着泥浆失水、井眼的循环波动压力、井眼暴露在空气中的时间、井眼的形状、钻井过程中产生的摩擦力等，这些看似很小的工程变量，就可能引起井壁发生巨大的变化，最终失去本身的稳定性，影响钻井工作的正常进行。

2061　井壁失稳的因素1.1　物理化学因素对井壁稳定的影响与井壁不稳定有关的物理化学因素主要有泥页岩的水化作用。

泥页岩中一般有伊利石、高岭石、蒙脱石等粘土矿物成分。

当钻井液中的水吸附在泥页岩中粘土的表面时，岩石会吸水膨胀。

当井眼内钻井液密度较低，泥页岩的膨胀压力达到一定值时，井眼就会被破坏，出现缩径现象；当膨胀压力超过泥页岩的屈服强度时，就会发生水化剥落，井眼扩径等现象[1]。

1.2　地层力学因素对井壁稳定的影响钻井过程就是一个以钻井液代替井眼岩石承受本应由岩石承受的应力的过程。

由于三种大小不同的主应力支撑的岩石被三向应力相同的钻井液所代替，并且一般情况下钻井液所能提供的压力低于三种主应力中最小的应力，因此，井眼的局部应力会发生变化。

这种应力的变化会使井壁岩石发生变形甚至破裂。

从井壁失稳的岩石力学分析出发，任何一口油气井开钻前原地应力就已经存在于地层岩石中。

在未开钻之前，地下岩石受上覆岩层压力、水平地应力以及地层空隙压力的作用而处于平衡状态。

开钻后，钻井液柱压力取代了本来由被钻开岩层提供的支撑而打破了这种平衡，会引起岩石应力的重新分布，如果这种重新分布的应力超过岩石抗压强度或者抗拉强度就会导致井壁失稳。

1.3　钻井液对井壁稳定的影响目前国内外的钻井液技术水平基本上可以满足钻井作业的要求，但仍然面临着很大的问题，其中钻井液对井壁稳定的影响就是其中非常重要的一项，包括膨润土含量、钻井液滤液的侵入量、侵入液的性质、钻井液的造壁性与流变性、钻井液密度、钻井液的性能大起大落。

当钻井液密度和粘度维护不佳，水力参数和流变参数不当时，都极易加剧井壁失稳。

1.4　钻井工艺对井壁稳定的影响由于钻井过程中各个环节都是相互关联的，因此工程方面的因素也会对井壁的稳定性产生影响。

包括井身质量、钻机操作不当、钻井液柱压力降低、卡钻事故、钻具的机械碰撞。

1.5　地层温度对井壁稳定的影响随着现在超深井工艺的日渐成熟，越来越多的井的深度达到几千米甚至上万米，在地层深部温度可达几百摄氏度。