５ ０
选取 钻井 过程 中井 壁失 稳 比较严 重 的 ６口页 岩气 井． 对 其 失 稳 井 段 的 岩 屑进 行 Ｘ 衍 射 分 析 ， 得 到 全 岩 矿物 和黏 土矿 物分 析结 果 ， 如图 １ 、 图 ２所示 。
４Ｏ
堡
３ ０
皿 唧
葵２ ０
１ ０
０
柳评 １ ７ ２ 井 砂岩
分 散能 力
图 ２ 延 长 组 长 ７段 失 稳 井段 黏 土矿 物 组 成
将 水化 能 力较 强 的泥岩样 品粉碎 成末 ，过 ２ ０ ０目 筛 子 ．每 次取 ５ ｇ泥岩粉 末 装入 实 验筒 ，烘 干并 在 １ ０
５ １ ０
断
块
油
气
田
ＭＰ ａ的压 力 下静 置 ５ ｍｉ ｎ ．测 定其 在 清 水 中 的膨 胀 动 态， 结果 如表 ｌ 所示 。
２ ． ２ 泥 页岩 膨胀 率
察
。
葚 。
０
柳评 １ ７ ２ 井 柳评１ ７ ２ 井 砂岩 页岩
延长 ４ 井
延长 ７ 井
取样井
延 长 ８ 井
延长 １ ６ 井
柳评 １ ８ １ 井
采 用双 通道 泥 页岩 膨胀 仪测 定延 长 ４井 页 岩岩 屑
清水 中的膨 胀 高度 和膨 胀率 ，来 考 察该 区 页岩 的水 化
柳 评１ ７ ２ 井 页岩
延长 ４ 井
延长 ７ 井 取样井
延 长 ８ 井
延Байду номын сангаас １ ６ 井
柳评 １ ８ １ 井
图 １ 延 长 组 长 ７段 失 稳 井 段 全 岩 矿 物 组成
从图 １ 、 图 ２可 以看 出 ， 柳评 １ ７ ２等 ６ 口井 的页 岩
储 层 以黏土 矿 物 、 石 英 和长 石为 主 ， 黏土 矿 物总 质量 分
第 ２ Ｏ卷 第 ４期
高莉 ． 等． 鄂 尔 多 斯 盆 地 延 长 组 页 岩 气 井 壁 稳 定 钻 井 液
鄂尔 多斯 盆地 延 长组 长 ７和 长 ９段 富 含有 机 质 的
态 复杂 。
泥 页 岩发 育 ． 页岩 气储 量 丰富 ， 页 岩气 开发 水平 井 钻井 过 程 中裸 眼水 平段 井 漏 、 井 塌等 问题突 出 。 为 解决 该 区 页岩气 开 发 中 的井 壁 稳定 问题 ，需 优选 一 套井 壁稳 定 性 能 良好 的钻 井液 体 系 。 目前 ， 针 对页 岩气 钻 井 ， 我 国 尚未形 成 系统 的钻 井 液体 系 ：国外 最 常用 的是 油 基钻
８０
６０
数 都 比较高 （ １ ９ ％～ ３ ６ ％） 。黏 土矿 物 以伊 利 石 和伊蒙 混 层为主， 相 对质 量 分数 分 别 为 ４ ３ ％～ ６ ４ ％和 ２ ４ ％～ ４ ２ ％； 不 同井 的绿 泥石 质 量分 数变 化 较大 ，相 对 质量 分数 为 ４ ％～ ２ ０ ％． 其 中 ４口井 的绿 泥石 质 量分 数 在 １ ２ ％以 上 ， 不 含蒙脱 石 。 伊 蒙 混层 为非 膨胀 性 和膨 胀性 黏 土相 间 ， 导致 水 化非 均匀 性膨 胀 ， 减 弱 了泥 页岩 的结 构强 度 。
井液 ， 其 中包 括 全油 基 钻 井 液 、 乳 化 钻井 液 、 可逆 乳 化 钻 井液 （ 未 来方 向） 以及 合成 基 钻井 液 。 为此 ， 本文从 单 剂 优 选人 手 ． 经大 量 实验 形 成 了井 壁 稳 定 、 性能优 良、 成 本低 廉 的页 岩气 水平 井油 包 水乳 化钻 井 液体 系 。
表 １ 延 长 ４井 页 岩 膨 胀 率
价乳 化剂 性能 的指 标 ，加 重热 滚搅 拌后 油包 水乳 状 液 的破 乳 电压作 为优 选润湿 剂性 能 的指标 。主乳化 剂 和 辅乳 化 剂协 同保 持 油水乳 状液 稳定 ，润 湿剂 的加 入 可 以润湿 加重 剂 （ 重 晶石 ） ， 提 高乳状 液体 系稳 定性 。 最 终 辅 乳化 剂选 择油 酸 ， 润 湿剂 选择 Ｏ Ｐ 一 ４ 。 有 机 土 的加入 有助 于提 高 Ｗ／ Ｏ乳状 液 稳定 性 ， 并 可提 高体 系黏度 与动 切力 ：加入 降滤 失剂 有 机褐煤 可 以降 低 Ａ Ｐ Ｉ 滤失量 ， 对乳 化稳 定性 起到 一定增 强作 用 。 另外 ， Ｃ ａ Ｃ １ 溶液 能够通 过 控制水 相 活度 减少 自由水侵
２ 井 壁 失稳 因 素 分 析
页 岩气 井 壁 失稳 具 有 显 著 的力 学 化 学耦 合 特 征 ， 造成 了页岩气 钻井 中 ７ ０ ％以上 的井 眼问题 ｌ ７ 。 钻 井 液 穿过 地层 裂 隙 、 裂缝 和 弱 的层 面 后 ， 钻 井 液与 页岩 相互 作用 改变 了页岩 的孑 Ｌ 隙压力 和 强度 。最 终影 响到 页 岩 的稳 定性 。 对 于微裂缝 较 发育 、 地 层胶结 差 的水 敏性 页
２ ． １ 地 层 矿 物 组 分
层 、韵 律层 组 成 。储 层 极 其 致 密 ，孔 隙 度 为 ４ ． ２ ２ ％～
６ ． ５ ｌ ％， 基质渗透率在 １ ． ０ ￣ １ ０ ｍ 以下 ， 同时 页 岩 气 主 要有 吸 附态 、 溶解 态 和游 离态 ３种 赋存 状 态 ， 流动 状
岩 。岩 性 致 密 ， 裂缝 、 页 理 发育 ， 单层厚度 ５ ０ ～ ６ ０ ｍ， 分 布稳 定 。 由深 灰 、 灰 黑 色厚 层泥 页 岩或 炭质 泥 岩与灰 绿 色、 深 灰色 泥 质粉 砂 岩 、 粉砂 质 泥 岩 、 粉一 细砂 岩 的薄 互
含水 量 的增 加 和 胶结 强 度 的减 弱改 变 了地层 强 度 ， 引 起 应 力集 中 ， 从 而诱 发井 壁 失稳 。
综 合分 析 以上 储 层特 征 ，延长组 长 ７段 储层 具 有 低 孔特 低 渗 、 水 平层 理 天 然 裂缝 发 育 、 非 均 质性 严 重 、
黏 土矿 物质 量分数 高 等特 点 。采用 水平 井加 分段 压 裂
工程 技 术 ， 是 开发 该 区页岩 气 的有效 方法 。 但水 平井 钻 井 过程 中泥 页岩水 化 膨胀严 重 ， 井壁 稳定 问题 突 出 。
岩地 层 ． 滤液 进入 会破 坏 泥 页岩 的胶 结性 ｌ ９ ＿ ｍ ］ 。近井 壁
１ 储 层 地 质 特 征
鄂 尔 多斯 盆地 页 岩气水 平 井 目的层 长 ７段 属 于三
叠 系 上统 延 长组 ． 垂深 ｌ ５ ２ ９ ． ５ ～ １ ５ ４ ３ ． ５ ｍ， 岩 性 为 泥 页