井壁稳定性问题一直是油气开采中遇到的并需急切解决的问题,世界上几乎所有的油气田都不同程度的存在井壁失稳问题,我国各大油田中也普遍存在井壁失稳的情况。泥页岩地层在石油的勘探和开发中很容易发生井壁失稳现象,常见的现象有泥页岩井壁的坍塌剥落、塑性泥页岩的缩径以及井下卡钻等。本文主要研究内容及相应结论如下:(1)对上覆岩层压力、地应力和地层孔隙压力的计算方面进行了深入的研究,深化了井壁稳定力学研究,得到了井周应力分布规律及计算井周应力的方法;(2)对比分析了几种岩石强度准则,发现它们都存在一定的局限性——对中间主应力对岩石强度的影响认识不足,而双剪统一强度理论充分考虑了中间主应力对岩石强度的影响。因此本文使用该理论对泥页岩地层井壁稳定性进行研究并且得到了更为准确且符合实际的结果;(3)通过室内岩心的三轴应力实验,确定了泥页岩含水量和岩石力学参数之间的关系,并分析了含水量对岩石力学的影响规律:泥页岩水化后其强度和弹性模量均降低,泊松比增大,而随着含水量的增大,岩石的内聚力和内摩擦角不断减小;(4)通过对安全钻井液密度窗口的敏感性分析发现:安全钻井液密度窗口对泊松比、内摩擦角较为敏感,而过去通常将这两个参数作为常数来处理,本文研究中并未将这两个参数当作常数,因此大大降低了安全钻井液密度窗口的误差,而使得到的结果更准确。(5)基于以上几个方面的研究,开发了预测泥页岩地层安全钻井液密度窗口的软件,运行软件后得到的结果与实际钻井中选用的钻井液密度相吻合,因此该软件对钻井工程具有很强的现实指导意义。