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页岩层段井壁失稳问题是钻井工程中的难点之一，国内外学者在研究钻井液与页岩之间的化学势差和水化膨胀作用方面做了大量工作。但是，基于页岩本身结构特征，由于井下压力环境引起的页岩层膨胀应变规律则研究较少。为此，通过模拟井下压力环境，测量不同压力势差下垂直于页岩层理面和平行于页岩层理面方向应变的变化规律。结果表明，井底压力环境下页岩膨胀应变数值极小且存在明显的各向异性；页岩自身的层理结构特征，是不含膨胀类型黏土矿物的脆性页岩应变各向异性和井壁失稳的主控因素。通过使用具有封堵性能的钻井液体系、增加钻井液黏度、提高滤饼质量等措施，均可以有效减少页岩层段井壁失稳。