松辽盆地富含伊利石的古龙页岩水化特性及其对岩石力学参数的影响

大庆油田古龙页岩伊利石含量高,伊利石表面水化导致页岩强度发生劣化,井壁剥落掉块、坍塌等复杂情况频发.为了解决此问题,以大庆古龙页岩为研究对象,从黏土矿物晶层结构和微观作用力的角度分析了富含伊利石页岩水化作用机理,页岩水化过程的微观作用力主要包括范德华力(DLVO力)和水合力,与蒙脱石不同,伊利石晶层间存在较大的短程排斥水合力.扫描电镜分析、耐崩解实验和岩心观察表明,富含伊利石的页岩水化作用具有促使页岩中裂缝沿层理面起裂、扩展和破坏的特征,同时水相、油相等不同流体介质对页岩水化特征影响显著,油相浸泡后岩石力学参数的劣化程度明显弱于水相,抗压强度更优,与油基钻井液相比,使用水基钻井液更易劣化页岩强度、内聚力和内摩擦角等岩石力学参数,井壁失稳风险更高.研究成果为针对性解决古龙页岩井壁剥落、坍塌等复杂情况提供了理论支撑.