由于泥页岩中含有水敏性粘土矿物,当与钻井液接触时,泥页岩与钻井液相互作用,产生水化膨胀,不仅改变了井眼周围的应力分布,而且由于吸水使得泥页岩的强度降低,这就使得泥页岩地层的井壁失稳问题非常严重。各国石油工作者对此从力学上和化学上进行了大量研究,虽然取得了很多成果,但至今仍没有得到彻底的解决。随着世界石油工业的不断发展和勘探开发领域的拓宽,泥页岩地层的井壁失稳问题也更加突出。因此,有必要对泥页岩地层水化后的井壁稳定问题进行深入研究。本文对水化后泥页岩的力学性能参数进行了试验,得出了其随含水量的变化规律,并回归出泥页岩的强度参数与含水量的关系式。水化作用使围岩变成变含水、变模量和变强度的复杂介质,在假定泥页岩为线弹性的条件下,建立了均匀地应力作用下泥页岩水化后井眼周围应力分布的计算模型。对该模型利用差分方法进行了求解,并编制了Windows应用程序,该程序可计算出泥页岩水化后井眼周围岩石的含水量分布、井眼周围的应力分布及保持井壁稳定所需的坍塌压力。最后对工程实例进行了计算分析。本文的研究方法和所得到的结论,对于解决泥页岩地层的井壁失稳问题具有重要的意义。