正常使用的机井为什么会塌方

1、 井塌的内在原因

1）泥页岩所含粘⼟矿物

泥页岩中⼀般含有蒙脱⽯、伊利⽯、⾼岭⽯、绿泥⽯等粘⼟矿物。此外还有⽯英、长⽯、⽅解⽯、⽯灰⽯等。粘⼟矿物含量越多，发⽣地层坍塌的可能性愈⼤。蒙托⽯吸⽔膨胀率⾼达90%~100%，⽽伊利⽯吸⽔膨胀率仅有2.5%，混层矿物吸⽔膨胀率按蒙脱⽯所占的⽐例多少⽽定，⽐例⼤者吸⽔膨胀较⼤。粘⼟矿物膨胀能⼒的顺序为蒙脱⽯〉混层矿物〉伊利⽯〉⾼岭⽯〉绿泥⽯。由于粘⼟矿物吸⽔膨胀产⽣的压⼒，若不加以抑制，则会⼤⼤的超过岩⽯的胶结强度极限⽽引起井塌。

2）可溶性盐

页岩中若含有两种可溶性盐类，可能会由于盐在钻井液中的溶解使页岩失掉⽀撑⽽塌落井中。

3）地层⽔平应⼒作⽤

在造⼭运动中引起的地层隆起⽽造成的构造，随着地质年代的变迁，岩⽯矿物转化时常会产⽣⽔平应⼒，且常常由于此种应⼒未能得到释放集聚于岩⽯中，⼀旦钻穿此地层时，应⼒很快的释放出来，造成页岩崩落井中。

4）地层的构造状态

由于构造运动，地层发⽣局部或区域的断裂、褶皱、滑动和崩塌，上升或下降，导致地层倾⾓发⽣变化，若倾⾓增⼤，其稳定性变差。

5）⾼压油⽓层

砂岩油⽓层是⾼压的，井眼钻穿之后，在压差的作⽤下，地层的能量沿着阻⼒最⼩的砂岩与泥页岩的层⾯释放出来，使交界⾯处的泥页岩坍塌。

6）泥页岩孔隙压⼒异常

泥页岩有孔隙，由于温度、压⼒的影响，使粘⼟表⾯的强结合⽔脱离形成⾃由⽔，在封闭的环境内，多余的⽔排不出去，在孔隙内形成⾼压。⼀些⽣油岩⽣成的油⽓运移不出去，也会在裂隙和孔隙内形成⾼压。钻开时，由于负压低会引起坍塌。

7）地层侧压⼒及温度

地层侧压⼒等于地层的覆盖压⼒和泊松⽐的乘积，当地层侧压⼒⼤于井壁岩⽯的屈服极限时，岩⽯向井眼内部产⽣位移⽽发⽣井塌。另外，如果底层温度达到某⼀数值时，岩⽯中所含的粘⼟矿物发⽣转化，⼀般情况在3000~5000m时，蒙脱⽯开始转化成伊蒙混层，在进⼀步转化成伊利⽯。