川渝地區(qū)龍馬溪組頁巖儲層水化特征評價方法

高書陽， 豆寧輝， 林永學(xué)， 柴 龍， 劉 銳

(1.頁巖油氣富集機(jī)理與有效開發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101；3.中石化勝利石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)公司，山東東營 257061)

川渝地區(qū)是我國古生界海相地層頁巖氣開發(fā)最為有利的地區(qū)，資源量巨大[1]，其中五峰組—龍馬溪組黑色富有機(jī)質(zhì)頁巖是該地區(qū)頁巖氣主力產(chǎn)層[2]。而受沉積作用及后期構(gòu)造運(yùn)動的影響，五峰組—龍馬溪組頁巖儲層層理性強(qiáng)，微裂隙極為發(fā)育，給鉆井工程尤其是長水平段鉆井施工帶來了極大的安全隱患，因此有效評價頁巖儲層的井眼穩(wěn)定性極為重要。

國內(nèi)劉向君、梁利喜等人[3-4]通過室內(nèi)試驗(yàn)研究了龍馬溪組頁巖水化作用和潤濕性，并分析了水化作用和潤濕性對頁巖裂紋擴(kuò)展的影響；康毅力、崔云海、盧運(yùn)虎等人[5-7]采用三軸力學(xué)試驗(yàn)方法評價了龍馬溪組頁巖力學(xué)性能，并評價了鉆井液浸泡后的力學(xué)性能變化情況；劉敬平等人[8]采用礦物組分分析、電鏡掃描、線性膨脹和滾動回收試驗(yàn)等方法評價了昭通地區(qū)龍馬溪組頁巖水化特征；劉向君等人[9]采用三軸抗壓法評價了多種不同鉆井液體系浸泡前后Quka頁巖的強(qiáng)度降低程度，認(rèn)為鉆井液體系性能可極大影響頁巖的井眼穩(wěn)定性能。國外S.Gomez等人[10-11]和Q.Guo等人[12]主要采用浸泡試驗(yàn)和滾動回收試驗(yàn)評價了多種不同的頁巖與流體接觸后的井眼穩(wěn)定性能；M.K.Al-Arfaj等人[13]認(rèn)為，為了開發(fā)適用的鉆井液體系，確定頁巖地層的特性是非常重要的，并建議采用礦物組分分析、巖石力學(xué)測試和可交換陽離子容量等方法對頁巖進(jìn)行評價。綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者主要采用頁巖組構(gòu)分析、線性膨脹、滾動回收和三軸力學(xué)試驗(yàn)等常規(guī)方法對頁巖儲層的井眼穩(wěn)定性進(jìn)行了評價，也取得了很多有益的認(rèn)識。但由于頁巖儲層通常具有非均質(zhì)性強(qiáng)、層理及微裂縫發(fā)育的特點(diǎn)，上述方法無法評價礦物組分和結(jié)構(gòu)等特征對井眼穩(wěn)定的影響，也無法反映水化作用下頁巖內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化，更不能有效評價鉆井液體系對頁巖微裂隙的封堵效果，而這對深入評價水化后頁巖的井眼穩(wěn)定性能具有重要意義。

為此，筆者在分析微觀組構(gòu)等因素對頁巖儲層井眼穩(wěn)定的影響的基礎(chǔ)上，引入了巖石強(qiáng)度連續(xù)刻劃技術(shù)、高精度CT層析成像技術(shù)和巖石壓力穿透技術(shù)，以期對川渝地區(qū)龍馬溪組頁巖水化特征及井眼穩(wěn)定作出更為全面和深入的評價。

1 巖石組構(gòu)及理化特征分析

巖石組構(gòu)和理化特征反映巖石的特性。因此，為深入研究川渝地區(qū)龍馬溪組頁巖水化及井眼失穩(wěn)機(jī)理，分析了其巖石組構(gòu)和理化特征。

1.1 頁巖組構(gòu)

文獻(xiàn)[14-15]研究表明，川渝地區(qū)龍馬溪組頁巖的礦物組分主要以黏土礦物和石英為主，其中石英含量為13.0%～73.0%，平均含量為42.5%左右；黏土礦物含量為16.0%～63.0%，平均含量為37.0%左右。黏土礦物又以伊利石和伊/蒙混層為主，且混層比僅5.0%左右。因此，從礦物組分上可初步斷定，川渝地區(qū)龍馬溪組頁巖屬于弱膨脹性的硬脆性頁巖。

電鏡掃描結(jié)果(見圖1)顯示，龍馬溪組頁巖在平行和垂直層理面2個方向上差異較大，在垂直層理方向上可以看到大量方向較為一致的微裂縫，表現(xiàn)出較強(qiáng)的各向異性特征。

圖1 龍馬溪組頁巖垂直層理方向掃描電鏡照片F(xiàn)ig.1 SEM pictures of Longmaxi shale in vertical direction

1.2 滾動回收和線性膨脹試驗(yàn)

滾動回收和線性膨脹試驗(yàn)是評價鉆井液條件下泥頁巖井眼穩(wěn)定性能最為常用的2種方法。因此，用取自涪陵和彭水地區(qū)龍馬溪組地層的頁巖巖心，分別在去離子水、5.0%KCl溶液、聚胺和油基鉆井液中進(jìn)行了滾動回收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖2；并用膨潤土、W泥巖、H泥巖和取自不同地區(qū)的頁巖進(jìn)行了線性膨脹試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖2 龍馬溪組頁巖滾動回收率試驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Rolling recovery of Longmaxi shale

從圖2可以看出，無論是在清水條件下，還是在抑制能力很強(qiáng)的油基鉆井液條件下，涪陵和彭水地區(qū)龍馬溪組頁巖的滾動回收率都在97%以上，從該試驗(yàn)結(jié)果無法評價哪種鉆井液體系對龍馬溪組頁巖的抑制能力更強(qiáng)。

圖3 龍馬溪組頁巖線性膨脹率Fig.3 Linear expansion rate of Longmaxi shale

從圖3可以看出，與膨潤土、W泥巖和H泥巖相比，龍馬溪組頁巖20 h的膨脹率僅為10%左右，而且來自不同地區(qū)的巖心線性膨脹率幾乎相同，難以分辨。分析認(rèn)為，這可能是因?yàn)樵撛囼?yàn)采用的是先粉碎再壓實(shí)的巖心，粉碎再壓實(shí)過程中破壞了頁巖本身的結(jié)構(gòu)特征，給試驗(yàn)結(jié)果帶來了較大的誤差。

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，常規(guī)的滾動回收、線性膨脹等方法不能有效區(qū)分不同鉆井液條件下龍馬溪組頁巖的井眼穩(wěn)定性能。鑒于此，引入新方法非常有必要。

2 基于巖石刻劃技術(shù)的頁巖力學(xué)性能評價方法

2.1 巖石強(qiáng)度連續(xù)刻劃技術(shù)

巖石強(qiáng)度連續(xù)刻劃技術(shù)是20世紀(jì)末形成的一種新型強(qiáng)度測試技術(shù)[16-17]。該技術(shù)采用金剛石刀片以一定速率在全尺寸巖心表面刻劃獲取強(qiáng)度連續(xù)剖面，具有對巖心損壞程度小、準(zhǔn)確快捷、可體現(xiàn)巖石礦物組分和結(jié)構(gòu)特征的影響等優(yōu)點(diǎn)，并可避免傳統(tǒng)抗壓法在取心過程中對巖心造成的損傷。

2.2 龍馬溪組頁巖力學(xué)性能評價

采用基于巖石強(qiáng)度連續(xù)刻劃技術(shù)的評價方法對川渝地區(qū)P區(qū)塊PY-1井龍馬溪組頁巖的巖心強(qiáng)度進(jìn)行了評價，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，龍馬溪組頁巖不同位置處的抗壓強(qiáng)度不同，且變化幅度比較大。為進(jìn)一步分析其原因，對頁巖不同位置處的全巖礦物組分進(jìn)行了測試分析，發(fā)現(xiàn)抗壓強(qiáng)度變化與礦物組分具有明顯的對應(yīng)關(guān)系。如圖4中長度為93和122 mm等抗壓強(qiáng)度值較低處黏土礦物含量達(dá)60%左右，石英含量只有20%左右；而長度為108和114 mm等抗壓強(qiáng)度較高處石英含量超過了70%，黏土礦物只有15%左右?？箟簭?qiáng)度最低的位置出現(xiàn)在長度為129 mm處的裂縫周圍。

為進(jìn)一步評價被流體浸泡后不同區(qū)域巖石的抗壓強(qiáng)度的變化情況，測試了上述龍馬溪組頁巖巖心在去離子水中常溫下浸泡48 h后的強(qiáng)度剖面，并計算了浸泡前后其抗壓強(qiáng)度的降低率，結(jié)果如圖5所示。

圖4 龍馬溪組頁巖強(qiáng)度連續(xù)刻劃曲線Fig.4 Continuous strength profile of Longmaxi shale

圖5 龍馬溪組頁巖強(qiáng)度降低率Fig.5 Strength reduction rate of Longmaxi shale

由圖5可知，浸泡后頁巖的抗壓強(qiáng)度明顯降低，且降低率變化很大。通過與圖4對比可以發(fā)現(xiàn)，黏土礦物含量比較高的區(qū)域抗壓強(qiáng)度降低率較大，普遍在15%～30%；抗壓強(qiáng)度降低率最大的地方在裂縫周圍，達(dá)到了70%以上；而石英含量較高的區(qū)域降低率較小，在10%以下。這也說明，在鉆井液設(shè)計中，必須要加強(qiáng)對裂隙、微裂縫的封堵，以盡量降低裂縫中的濾失量，有效防止井眼失穩(wěn)的發(fā)生。

3 基于CT層析成像技術(shù)的裂縫擴(kuò)展評價方法

3.1 高精度工業(yè)CT層析成像技術(shù)

高精度工業(yè)CT采用X射線束圍繞樣品進(jìn)行層面掃描，并由探測器記錄掃描過程中X射線的衰減信息，經(jīng)軟件處理后獲得樣品的二維、三維結(jié)構(gòu)圖像[18]。目前，高精度工業(yè)CT已成為諸多大型石油公司和石油院校實(shí)驗(yàn)室的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于巖心三維結(jié)構(gòu)掃描、無損檢測等方面。而在頁巖評價方面，可用于檢測鉆井液、壓裂液作用下頁巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化情況，為頁巖井眼穩(wěn)定評價、壓裂效果評價等提供參考。筆者分析頁巖裂縫擴(kuò)展情況時，選用了美國通用公司生產(chǎn)的Phoenix v|tome|x工業(yè)CT，該產(chǎn)品配置240 kV/320 W微米級焦點(diǎn)X射線管，運(yùn)行穩(wěn)定，空間分辨率最小可達(dá)2 μm。

3.2 龍馬溪組頁巖裂縫擴(kuò)展評價

采用高精度工業(yè)CT層析成像技術(shù)，研究了龍馬溪頁巖在去離子水中浸泡不同時間條件下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化情況。試驗(yàn)按以下步驟進(jìn)行：1)將巖心固定于燒杯中，對巖心進(jìn)行原始掃描；2)將去離子水注入燒杯中，當(dāng)巖心分別浸泡至0.5，2.0，10.0和720.0 h時對巖心進(jìn)行掃描；3)重建掃描圖像，并對同一位置處的掃描圖像進(jìn)行分析對比(結(jié)果見圖6)。

圖6 在流體中浸泡不同時間后頁巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化Fig.6 Changes of inner structure of rocks after being immerged in fluid for different times

從圖6可以看出，頁巖巖心浸泡之前已經(jīng)存在2條較為明顯的裂縫；浸泡0.5 h后，在頁巖中部出現(xiàn)了2條新裂縫；浸泡2.0 h后，在巖心上部又出現(xiàn)1條新縫；浸泡2.0 h之后直至720.0 h時，再無裂縫產(chǎn)生。深入分析圖6還可以發(fā)現(xiàn)：1)龍馬溪組頁巖裂縫基本都平行于層理面，呈現(xiàn)出明顯的方向性；2)裂縫都產(chǎn)生于與流體接觸后的2.0 h內(nèi)，呈現(xiàn)出明顯的瞬時性。上述特征都與常規(guī)泥頁巖具有顯著差別。這表明，龍馬溪組頁巖與去離子水接觸后，在自吸作用下水沿著裂縫不斷侵入，使裂縫周圍的黏土礦物發(fā)生水化作用，造成裂縫不斷產(chǎn)生、擴(kuò)展，并最終形成巖體宏觀裂縫。

4 基于壓力穿透技術(shù)的微裂縫封堵評價方法

4.1 壓力穿透試驗(yàn)

壓力穿透概念自1994年首次提出以來[19]，已有部分學(xué)者[20-22]將其應(yīng)用于井眼穩(wěn)定的研究。目前，壓力穿透試驗(yàn)主要用于評價鉆井流體對泥頁巖孔隙壓力的影響及泥頁巖半透膜效率的計算等方面[23]。

壓力穿透試驗(yàn)的原理(如圖7所示)是將巖心置于巖心夾持器中，巖心上游通過鉆井液循環(huán)維持壓力恒定，在壓差和活度差的影響下，流體向巖心內(nèi)部滲透，并促使頁巖下游壓力逐漸升高，然后通過檢測頁巖下游壓力的變化獲取流體在頁巖中傳遞壓力的情況。

圖7 壓力穿透試驗(yàn)原理示意Fig.7 Schematic diagram of pressure penetration test

4.2 頁巖儲層壓力穿透試驗(yàn)

利用壓力穿透試驗(yàn)裝置評價了龍馬溪組頁巖平行層理和垂直層理方向的壓力穿透規(guī)律，結(jié)果分別如圖8、圖9所示。

圖8 平行層理方向龍馬溪組頁巖壓力穿透試驗(yàn)結(jié)果Fig.8 Results of pressure penetration test on parallel bedding in Longmaxi shale

圖9 垂直層理方向龍馬溪組頁巖壓力穿透試驗(yàn)結(jié)果Fig.9 Results of pressure penetration test on vertical bedding in Longmaxi shale

從圖8可以看出，隨著巖心的上游壓力增大，下游壓力也隨之增大，在不到50 s時間內(nèi)就已完成穿透。通過換算，其相對滲透率達(dá)1.54 mD。從圖9可以看出，龍馬溪組頁巖在垂直層理方向的壓力穿透速度極慢，在50 000 s時巖心的下游壓力才略有上升。通過換算，其相對滲透率為6.94 μD。分析認(rèn)為，出現(xiàn)此現(xiàn)象主要是受頁巖層理和微裂縫等結(jié)構(gòu)特征的影響。壓力極易沿平行層理方向發(fā)生穿透，這就導(dǎo)致在實(shí)際鉆井過程中，壓力極易沿層理裂縫穿透，造成井壁周圍應(yīng)力狀態(tài)的改變，使井眼更容易失穩(wěn)。

4.3 頁巖儲層微裂縫封堵評價

對壓力穿透試驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，使其柱塞泵、管線和壓力閥等能通過微米級顆粒，以便進(jìn)行頁巖儲層微裂縫封堵評價試驗(yàn)。這樣，不僅有效解決了割縫鋼板法和玻璃刻蝕法等不能真實(shí)反映頁巖裂縫壁面形態(tài)的缺點(diǎn)，還可真實(shí)地模擬頁巖的微裂縫尺寸，試驗(yàn)結(jié)果直觀可靠，可重復(fù)性強(qiáng)。

采用改進(jìn)后的壓力穿透試驗(yàn)裝置，對不同封堵劑的封堵效果進(jìn)行了評價。顆粒類封堵劑A的封堵試驗(yàn)結(jié)果見圖10，微納米級化學(xué)封堵劑B的封堵試驗(yàn)結(jié)果見圖11。

圖10 封堵劑A的封堵試驗(yàn)結(jié)果Fig.10 Test result of sealing material A

圖11 封堵劑B的封堵試驗(yàn)結(jié)果Fig.11 Test result of sealing material B

從圖10可以看出，自50 s開泵巖心的上游壓力開始上升后，下游壓力也隨之快速上升。隨后重復(fù)該過程4次，下游壓力仍快速上升，說明封堵劑A并沒有對頁巖巖心中的微裂縫形成較好的封堵。

從圖11可以看出，從2 000 s時上游壓力達(dá)到1.40 MPa開始，巖心下游壓力以一定的速度緩慢上升，至4 000 s時升至0.89 MPa后基本不再增加；停泵，上游壓力和下游壓力都降至0 MPa，重新開泵上游壓力繼續(xù)維持在1.40 MPa，而下游壓力在增至0.35 MPa后緩慢增大，至25 000 s時下游壓力只有0.53 MPa。該試驗(yàn)說明經(jīng)過2次封堵后，微納米化學(xué)封堵劑B對龍馬溪組頁巖微裂縫產(chǎn)生了明顯的封堵作用，有效延緩甚至阻止了流體向微裂縫中滲透，起到了較好的井眼穩(wěn)定作用。

5 結(jié) 論

1) 常規(guī)的滾動回收、線性膨脹試驗(yàn)方法不能有效評價不同鉆井液條件下龍馬溪組頁巖的井眼穩(wěn)定性能。

2) 基于巖石強(qiáng)度刻劃技術(shù)的頁巖力學(xué)性能評價方法，可定量評價頁巖微觀組構(gòu)對水化后頁巖抗壓強(qiáng)度的影響程度；基于CT層析成像技術(shù)的裂縫擴(kuò)展評價方法，可用于直觀描述頁巖水化后內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化；基于壓力穿透技術(shù)的微裂縫封堵評價方法，可有效評價壓力在頁巖中的穿透效應(yīng)，并對頁巖封堵材料的選擇具有指導(dǎo)意義。

3) 綜合運(yùn)用基于巖石刻劃技術(shù)、CT層析成像技術(shù)和壓力穿透技術(shù)的3種評價方法，可以評價礦物組分和結(jié)構(gòu)等特征對井眼穩(wěn)定的影響，可以反映水化作用下頁巖內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化，也可以評價鉆井液體系對頁巖微裂隙的封堵效果，因此可以將其作為川渝地區(qū)龍馬溪組頁巖儲層水化特征的評價方法。

參考文獻(xiàn)
References

[1] 陸廷清，胡明，劉墨翰，等.頁巖氣開發(fā)對川渝地區(qū)水資源環(huán)境的影響[J].科技導(dǎo)報，2016，34(23)：51-56.

LU Tingqing,HU Ming,LIU Mohan,et al.On the impact of shale gas development on water resource and environment in Sichuan and Chongqing[J].Science & Technology Review,2016,34(23):51-56.

[2] 梁峰，王紅巖，拜文華，等.川南地區(qū)五峰組—龍馬溪組頁巖筆石帶對比及沉積特征[J].天然氣工業(yè)，2017，37(7)：20-26.

LIANG Feng,WANG Hongyan,BAI Wenhua,et al.Graptolite correlation and sedimentary characteristics of Wufeng-Longmaxi shale in Southern Sichuan Basin[J].Natural Gas Industry,2017,37(7):20-26.

[3] 劉向君，熊健，梁利喜，等.川南地區(qū)龍馬溪組頁巖潤濕性分析及影響討論[J].天然氣地球科學(xué)，2014，25(10)：1644-1652.

LIU Xiangjun,XIONG Jian,LIANG Lixi,et al.Analysis of the wettability of Longmaxi Formation shale in the South Region of Sichuan Basin and its influence[J].Natural Gas Geoscience,2014,25(10):1644-1652.

[4] 梁利喜，熊健，劉向君.水化作用和潤濕性對頁巖地層裂紋擴(kuò)展的影響[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2014，36(6)：780-786.

LIANG Lixi,XIONG Jian,LIU Xiangjun.Effects of hydration swelling and wettability on propagation mechanism of shale formation crack[J].Petroleum Geology and Experiment,2014,36(6):780-786.

[5] 康毅力，佘繼平，林沖，等.鉆井完井液浸泡弱化頁巖脆性機(jī)制[J].力學(xué)學(xué)報，2016，48(3)：730-738.

KANG Yili,SHE Jiping,LIN Chong,et al.Brittleness weakening mechanisms of shale soaked by drilling & completion fluid[J].Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics,2016,48(3):730-738.

[6] 崔云海，劉厚彬，楊海平，等.焦石壩頁巖氣儲層水平井井壁失穩(wěn)機(jī)理[J].石油鉆采工藝，2016，38(5)：545-552.

CUI Yunhai,LIU Houbin,YANG Haiping,et al.Mechanisms of sidewall stability loss in horizontal wells drilled for shale gas development in Jiaoshiba Block[J].Oil Drilling & Production Technology,2016,38(5):545-552.

[7] 盧運(yùn)虎，陳勉，金衍，等.鉆井液浸泡下深部泥巖強(qiáng)度特征試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2012，31(7)：1399-1405.

LU Yunhu,CHEN Mian,JIN Yan,et al.Experimental study of strength properties of deep mudstone under drilling fluid soaking[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2012,31(7):1399-1405.

[8] 劉敬平，孫金聲.頁巖氣藏地層井壁水化失穩(wěn)機(jī)理與抑制方法[J].鉆井液與完井液，2016， 33(3)：25-29.

LIU Jingping,SUN Jinsheng.Borehole wall collapse and control in shale gas well drilling[J].Drilling Fluid & Completion Fluid,2016,33(3):25-29.

[9] LIU Xiangjun,LUO Pingya,LIU Hong,et al.Keeping shale formation stability by optimizing drilling fluids,in Yangta Oilfield,Western China[R].IPTC 13313,2009.

[10] GOMEZ S,ROJAS J C,ODENTHAL R,et al.Laboratory study of fracture development in the Anadarko Basin shale,Texas,using drilling fluids for coiled-tubing operations[R].AADE-08-DF-HO-18,2008.

[11] GOMEZ S,HE Wenwu.Laboratory method to evaluate fracture development in hard shale formations exposed to drilling fluids[R].AADE-06-DF-HO-38,2006.

[12] GUO Q,BLUE A,FRIEDHEIM J.Testing methods for evaluating drilling fluid effects on gas shale stability[R].ARMA-2015-479,2015.

[13] AL-ARFAJ M K,ABDULRAHEEM A,SULTAN A,et al.Mitigating shale drilling problems through comprehensive understanding of shale formations[R].IPTC 18377,2015.

[14] 林永學(xué)，高書陽，曾義金.龍馬溪組頁巖強(qiáng)度評價與分析[J].石油鉆探技術(shù)，2015，43(5)：20-25.

LIN Yongxue,GAO Shuyang,ZENG Yijin.Evaluation and analysis of the rock strength of Longmaxi shale[J].Petroleum Drilling Techniques,2015,43(5):20-25.

[15] 唐文泉，高書陽，王成彪，等.龍馬溪頁巖井壁失穩(wěn)機(jī)理及高性能水基鉆井液技術(shù)[J].鉆井液與完井液，2017，34(3)：21-26.

TANG Wenquan,GAO Shuyang,WANG Chengbiao,et al.Research on mechanisms of wellbore instability of Longmaxi Shale Formation and high performance water base drilling fluid technology[J].Drilling Fluid & Completion Fluid,2017,34(3):21-26.

[16] 林永學(xué)，高書陽，曾義金.基于層析成像技術(shù)的頁巖微裂縫擴(kuò)展規(guī)律研究[J].中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)，2017，44(11)：114606.

LIN Yongxue,GAO Shuyang,ZENG Yijin.State key laboratory of shale oil and gas enrichment mechanisms and effective development[J].Scientia Sinica：Physica,Mechanica & Astronomica,2017,44(11):114606.

[17] 韓艷濃，陳軍海，孫連環(huán)，等.一種確定巖石抗壓強(qiáng)度的新技術(shù):刻劃測試[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2015，15(9)：151-155.

HAN Yannong,CHEN Junhai,SUN Lianhuan,et al.A new technique for determining strength of rocks:scratch test[J].Science Technology and Engineering,2015,15(9):151-155.

[18] 石秉忠，夏柏如，林永學(xué)，等.硬脆性泥頁巖水化裂縫發(fā)展的CT成像與機(jī)理[J].石油學(xué)報，2012，33(1)：137-142.

SHI Bingzhong,XIA Bairu,LIN Yongxue,et al.CT imaging and mechanism analysis of crack development by hydration in hard-brittle shale formations[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(1):137-142.

[19] TAN C P,WAVERLEY G,RAHMAN S S.The mechanism of mud support reduction due to mud pressure penetration[R].SPE 28063,1994.

[20] 梁大川.硅酸鹽鉆井液穩(wěn)定井壁機(jī)理分析[J].西南石油學(xué)院學(xué)報，1998，20(2)：53-55，60.

LIANG Dachuan.Borehole stability mechanism of silicate-based drilling fluids[J].Journal of Southwest Petroleum Institute,1998,20(2):53-55,60.

[21] 唐漢林，孟英峰，李皋，等.頁巖氣層鉆井壓力穿透效應(yīng)研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2015，15(6)：59-63.

TANG Hanlin,MENG Yingfeng,LI Gao,et al.Research for the mechanism of pressure penetration effect during the drilling in shale gas formation[J].Science Technology and Engineering,2015,15(6):59-63.

[22] 魏武，鄧虎，李皋，等.氣體鉆井井壁穩(wěn)定處理劑評價方法探討[J].天然氣工業(yè)，2010，30(9)：51-54.

WEI Wu,DENG Hu,LI Gao,et al.A discussion on the evaluation methods of the additives for wellbore stability in gas drilling[J].Natural Gas Industry,2010,30(9):51-54.

[23] 徐加放，邱正松.泥頁巖水化-力學(xué)耦合模擬實(shí)驗(yàn)裝置的研制[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2006，30(3)：63-66.

XU Jiafang,QIU Zhengsong.Simulation test equipment of coupled hydra-mechanics of shales[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science),2006,30(3):63-66.