钻井完井液浸泡弱化页岩脆性机制
页岩脆性是页岩地层钻井、水力压裂设计的关键参数之一，目前针对钻井过程中工作液浸泡对页岩脆性的影响还未引起关注。通过开展钻井完井液浸泡前后页岩三轴力学实验，利用脆性评价模型分析了页岩脆性变化特征。结果表明，延长组页岩脆性强于龙马溪组页岩；油基和水基钻井完井液浸泡均能导致页岩脆性降低，且油基钻井完井液浸泡后的页岩脆性降低幅度更大；龙马溪组页岩浸泡后脆性减弱幅度较延长组页岩大。页岩脆性弱化机制包括：(1)由层理面胶结强度不同引起的脆性强弱差异；(2)由毛管自吸作用导致的高孔压、高应力强度因子、低临界断裂韧性；(3)由碱液侵蚀导致的页岩溶蚀孔形成及矿物颗粒碎裂；(4)由黏土矿物水化膨胀产生的膨胀应力；(5)由钻井完井液滤液润滑导致的页岩破裂面摩擦系数降低。延长组页岩层理面强度较龙马溪组页岩低，导致延长组页岩脆性强于龙马溪组页岩。其次，和水基钻井完井液相比，油基钻井完井液具有更大的自吸量、更高的pH值、更强的润滑性，因此，油基钻井完井液浸泡降低页岩脆性幅度更大。另外，由于龙马溪组页岩具有更小的润湿角、更强的毛管自吸和碱液侵蚀作用，相同浸泡条件下，龙马溪组页岩脆性降低幅度更大。本研究可为页岩地层钻井液性能优化、井壁稳定控制、水力压裂设计等提供理论指导。
页岩、钻井完井液、脆性、微结构破坏、裂缝
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TE254.1(钻井工程)
国家重点基础研究发展计划2010CB226705;国家科技重大专项2011ZX05018-005
2016-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共9页
730-738
