随着我国能源需求的不断提高,常规能源已满足不了现代发展的需求,于是勘探开发的重点转向了页岩气。随着近年来逐渐成熟的水平井和水力压裂技术,全球对页岩气的勘探开发力度正不断增强。近年来,我国石油企业不断加大对川渝地区油气的勘探开发力度,屡次突破了产量新记录,并且依实钻资料分析显示在我国的川渝地区具有大量的页岩气资源量,五峰组—龙马溪组页岩气资源量更是超过了9万亿立方米,具备大规模建设产能的条件。川渝地区深层页岩气勘探开发技术不断走向成熟,进一步坚定了实现页岩气中长期发展规划目标的信心。本文以此热点为背景,以提高钻井效率、减少井壁坍塌破裂等失稳问题为目标,对川渝地区龙马溪组地层的井壁稳定问题进行了研究分析,以此来解决在钻井工程中遇到的井壁失稳等难题,为今后的川渝地区页岩气勘探开发提供技术支撑,本论文的主要工作包括以下几个方面:(1)采用本研究区域龙马溪组地层的页岩岩心样本进行室内试验,分别测定岩石力学参数、地应力大小、矿物组成成分、孔隙度、渗透率以及钻井液体系和水化抗剪强度,以测试所得到的实际数据来分析龙马溪组地层以及页岩岩心的基本特性,为下文的龙马溪组地层井壁稳定分析作基础;(2)分析了龙马溪组地层井壁失稳的形式和机理,在不考虑钻井液与地层页岩接触的情况下对井壁稳定进行了纯力学分析;计算了坍塌压力和破裂压力;(3)从泥页岩的组成及物理性质出发,分析了水化的内在原因,进一步研究了泥页岩的水化机理;采用有限差分法对传统的吸附扩散方程进行了推导计算,定量分析了龙马溪组地层井眼周边地层含水量分布随径向距离和时间的变化规律;(4)利用有限元方法分析了钻井液侵入龙马溪组地层后的热传导问题及热—力耦合问题;利用有限元模拟软件ANSYS计算分析了由于钻井液与地层的热量传递导致的井眼周围地层温度场随时间的分布规律;进一步分析了同时考虑温度和地应力情况下井壁周边地层应力的分布情况并与不考虑温度效应的情况进行了对比,通过对比,分析了热效应对井壁稳定性的影响规律;采用ANSYS模拟软件对比分析了考虑与不考虑龙马溪组地层水化效应和热效应的区别,定量分析了二者对井壁稳定性的影响规律;(5)在川渝地区威远35-1井和酉地2井采用了本文研究提出的措施和方法,应用效果明显,在龙马溪组地层的平均机械钻速和井下复杂情况处理时间都有很大改观。