中文摘要：

泥页岩遇水体积膨胀是泥页岩区别于其它岩石的特征之一，是诱发石油钻井井下复杂的主要原因，据统计，70%的井下复杂与泥页岩有关，另外，地层出水条件下泥页岩井壁垮塌是气体钻井的技术瓶颈。泥页岩遇水体积膨胀的微观作用机理是泥页岩粘土颗粒晶体表面与水溶液之间发生电化学反应，晶体颗粒之间距离增加，宏观上表现为泥页岩体积膨胀。本项目针对该项技术所涉及的泥页岩孔隙流体渗流运移规律、粘土矿物晶体表面电化学反应及其与泥页岩体积膨胀之间关系等关键问题展开研究，通过压力渗流实验、矿物组分测试、晶层间距测试、Zeta电位测试、水化膨胀应力应变测试等实验研究，利用渗流力学、粘土矿物学、胶体化学等学科知识，建立泥页岩孔隙流体渗流运移、粘土矿物表面电化学反应及电势能分布、粘土矿物晶体之间力学分布及晶体之间距离变化理论计算模型，结合泥页岩矿物组分及空间几何分布，数值模拟泥页岩体积膨胀。