防塌机理
苏里格气田多层理泥岩井壁坍塌机理分析
苏里格气田多层理泥岩井壁坍塌机理分析
衣方宇;王琦;杨杰;朱子阳;王昶皓;庞皓安
【期刊名称】《能源与环保》
【年(卷),期】2024(46)5
【摘要】井壁失稳是制约苏里格气田泥岩地层低成本钻进长井段水平井的首要技术难题。
在评价泥岩矿物组分、层理发育及力学特性的基础上,综合理论分析、实验评价以及数值仿真模拟等手段,研究了多层理泥岩在流体作用下的力学行为及破坏失稳特征。
由于苏里格气田山西组泥岩层理和微裂缝的存在,岩石在钻井液侵入后将会发生强度劣化。
泥岩弱面的导流能力远高于岩石基质,钻井液沿弱面渗透到地层中,会直接导致泥岩结构面强度的下降,易发生井壁坍塌。
对苏里格气田实钻过程中的泥岩地层坍塌压力进行了计算,将井斜角、方位角和钻井液浸泡时间分别代入岩石力学参数劣化模型,给出了目的层段安全钻井液密度,对实现苏里格气田多层理泥岩井壁稳定和安全钻井具有重要的指导意义。
【总页数】8页(P97-104)
【作者】衣方宇;王琦;杨杰;朱子阳;王昶皓;庞皓安
【作者单位】中国石油集团长城钻探工程有限公司苏里格气田分公司;东北石油大学油气钻完井技术国家工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TE256.1
【相关文献】
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地下工程抗爆防震塌设计动力学机理讨论
地下工程抗爆防震塌设计动力学机理讨论杨黎明;周风华;董新龙;王礼立【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2011(013)003【摘要】在爆炸载荷下,反射拉应力波是导致混凝土防护结构震塌的主要原因.材料的动态抗拉强度是结构抗爆防震塌设计所必须考虑的主要参量,抑制或减弱拉伸冲击波的强度是防护结构设计的一个重要目标.研究了混凝土和钢纤维增强混凝土的动态力学性能以及它们结构的爆炸震塌响应.试验表明,高强混凝土C100的抗震塌能力还不如普通混凝土C40;加人体积含量2%的钢纤维可有效提高混凝土的强度以及结构的抗震塌能力;而且加人相同含量的钢纤维后,纤维增强C100混凝土的抗震塌能力与增强C40混凝土相比并无明显不同.应用一维应力波理论近似分析,揭示了抗震塌设计的动力学机理,分析表明,"三明治"复合层结构可以有效提高结构的抗震塌能力,此分析为设计具有更好抗爆能力的防护工程提供了科学依据.【总页数】9页(P29-37)【作者】杨黎明;周风华;董新龙;王礼立【作者单位】宁波大学机械工程与力学学院,浙江,宁波,315211;宁波大学机械工程与力学学院,浙江,宁波,315211;宁波大学机械工程与力学学院,浙江,宁波,315211;宁波大学机械工程与力学学院,浙江,宁波,315211【正文语种】中文【中图分类】P315.9【相关文献】1.气体爆炸载荷作用下抗爆容器的动力学响应 [J], 王志荣;蒋军成;徐进2.地下工程抗爆的孔洞群防护技术 [J], 李世民;李晓军;徐宝3.气体爆炸实验装置的抗爆-泄爆安全设计方法 [J], 刘志琨;王志荣;崔益清4.起波配筋RC梁抗爆作用机理及抗力动力系数的理论计算方法 [J], 樊源;陈力;任辉启;冯鹏;方秦5.关于抗爆与泄爆设计方法的研究 [J], 范喜生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地质勘察卵石地层钻进防塌方措施
地质勘察卵石地层钻进防塌方措施
地质勘察是指通过对地质环境进行系统和科学的调查、分析和研究，获取有关地质构造、岩石、矿产、水文地质等方面的地质信息的过程。
卵石地层是指由不同大小的卵石组成的地层。
钻进是指通过钻探设备对地下进行探测和取样的过程。
防塌方措施是指在开展勘探、建设等活动时，采取一系列措施以防止土体在受到外力或自重作用时发生破坏或塌陷的过程。
在进行地质勘察时，对卵石地层进行钻进探测是必要的。
在钻进过程中，为了防止钻井过程中地层发生塌陷或崩塌现象，必须采取防塌措施。
一般来说，常用的防塌措施包括以下几种：
1.加装钢管——在地质勘察钻探中，为了防止地层崩塌或塌陷，可以采用加装钢管的方法。
这种方法可以使钻孔的支撑力更强，从而防止地层塌陷或崩塌。
2.注浆——注浆是在钻井过程中向钻孔中注入一种特殊的胶凝材料，通过固化使地层更加稳定。
这种方法可以填充地层缺陷、裂隙，改善地层的稳定性。
3.封孔——在钻探完成后，可以使用水泥封孔方法来加固钻孔。
这种方法能够使地层更加稳定，从而防止地层塌陷或崩塌。
在钻探过程中，还需要注意以下几点：
1.选择合适的钻头——卵石地层的钻进需要选择适合的钻头，以便更好地钻进地下。
2.控制钻进速度——钻进速度过快可能会导致地层塌陷或崩塌，因此需要控制钻进速度。
3.合理使用钻进液——钻进液能够起到冷却、润滑、承载等作用，但使用不当可能会引起地层不稳定。
总之，在进行地质勘察时，采用防塌措施对钻进进行有效防护，能够更好地保证勘察的准确性和安全性。
钻井工程井壁稳定新技术
钻井工程井壁稳定新技术井壁稳定问题包括钻井过程中的井壁坍塌或缩径（由于岩石的剪切破坏或塑性流动）和地层破裂或压裂（由于岩石的拉伸破裂）两种类型。
一、化学因素井壁稳定机理：1、温度和压力对泥岩水化膨胀性能的影响：膨润土水化膨胀速率和膨胀量随着温度的增高而明显的提高，尤其当温度超过120℃时，膨胀曲线形状有较大的变化，膨润土的膨胀程度随着压力的增高而明显下降。
2、泥页岩水化在10～24h范围内出现Na＋突然释放现象，阳离子释放总量及Na＋释放所占的比例越高，泥页岩越易分散，就越易引起井塌。
3、PH值水溶液中PH值低于9时，影响不大，PH值继续增加，泥岩岩水化膨胀加剧，促使泥页岩坍塌。
4、活度与半透膜对泥页岩水化的影响水基钻井液可通过加入无机盐降低活度来减缓泥岩水化膨胀；半透膜影响存有争议。
二、各种防塌处理剂稳定井壁机理1、K+防塌机理一是离子交换，另一是晶格固定，对不同类型的泥页岩，其作用方式不相同，随着PH值的增高，混入Ga2+、Na +等离子浓度的增加，会阻碍对泥页岩的固定作用。
钾离子主要对于蒙皂石等高活性粘土矿物起抑制作用。
2、硅酸盐类稳定剂（1）硅酸盐稳定粘土机理：1）主要机理：尺寸较宽的硅酸粒子通过吸附、扩散等途径结合到粘土晶层端部，堵塞粘土层片间的缝隙，抑制粘土的水化，从而稳定粘土，在某些极端的应用条件（如高温、长时间接触等）下，硅酸盐能与粘土进行化学反应长身无定形的、胶结力很大的物质，使粘土等矿物颗粒凝结层牢固的整体。
2）次要机理：负电性硅酸粒子结合到已经预水化的粘土颗粒端部，使其电动电位升高，粘度、切力和滤失量下降，有利于形成薄而韧的泥饼。
（2）硅粒子防塌机理有机硅在泥岩表面迅速展开，形成薄膜，在一定温度下，有机硅中的—Si—OH基和粘土表面的—Si—OH基缩合脱水形成—Si—O—Si—键，在粘土表面形成一种很强的化学吸附作用，同时有机硅中的有机基团有憎水作用，使粘土表面发生润湿反转，从而使泥岩水化得到控制。
高速公路路基边坡滑塌防护施工技术要点分析
高速公路路基边坡滑塌防护施工技术要点分析摘要：我国各行业的飞速发展，尤其是交通工程领域，高速公路中的路基边坡滑塌防护施工技术显得尤为重要。
由于地基承载力不足、地表坡度较大、填筑施工质量控制不当以及降雨等因素的影响，高填方路基在后期可能会出现不同程度的沉降变形甚至滑动破坏。
因此，采用适当的施工技术对路基进行防护施工十分必要。
关键词:高速公路;路基边坡;滑塌;防护施工技术要点引言公路路基边坡滑塌形成原理不同，导致滑塌种类也有所不同，主要可分成流动类、落石类和滑动类等。
流动类滑塌主要是由于土石、松散沉积土、风化岩体等之间为构成固化整体，在雨水冲刷影响下形成移动，进而引起整体性滑塌病害。
落石类滑塌是因陡峭边坡位置产生的落石引起，大规模落石易导致滑塌现象。
其主要诱发成因通常是长时间受到外界环境侵蚀，导致边坡岩体形成裂缝，岩体裂缝表面在分割作用下构成脆弱断块，经过雨水冲刷形成碎石掉落滑塌。
此类滑塌种类多发生于硬质岩体下侧软弱岩层区域。
滑动类滑塌主要为爆破作用引起的岩体层顺岩缝、节理面产生的一体式滑移、岩体层经外力作用顺软弱层产生的岩层滑移。
1边坡防护意义在公路施工中，特别是对处在山区的公路进行施工时，无法避免路基边坡的产生。
对于路基边坡，其稳定性不仅和自然因素有关，而且和人为因素存在直接关联，自然因素包括地形地势、地质、气候、水文，人为因素包括开挖方法、防护措施与养护方式。
由于自然因素的影响无法避免，所以一旦受到人为因素的不利影响，将很有可能导致边坡逐步失稳，产生不同程度的破坏，最终威胁行车安全。
处在不同位置的边坡，因地质构造和岩土体的基本结构等不尽相同，所以破坏产生机理及形态也有明显的差别。
在设计中，应参考边坡高度和坡率等基本参数，然后综合岩土特性和计算成果选定可行的防护方式，这是保证边坡稳定性的关键，同时也是符合工程建设各项基本原则的正确做法。
在实际的边坡防护设计工作中，深挖路堑边坡是经常出现的重、难点。
竖井工程中的防塌与安全控制
竖井工程中的防塌与安全控制竖井工程是指为了深入地下进行采矿、勘探或其他工程目的而挖掘的井道。
在这类工程中，防塌和安全控制是至关重要的问题。
本文将探讨竖井工程中的防塌措施和安全控制措施。
1. 地质勘探与预测在进行竖井工程之前，地质勘探是必不可少的。
通过地球物理勘探、地质抽样分析和地质结构预测，可以了解地下地质条件，为后续的工程设计提供依据。
地质勘探的结果可以帮助预测地下岩体的稳定性和水文地质条件，为后续的防塌和安全控制措施提供重要线索。
2. 工程设计与支护竖井工程的工程设计决定了井道的结构形式和尺寸。
同时，对于不同的地质条件和目的，支护措施也会有所不同。
常见的竖井支护措施包括衬砌、注浆、锚杆支护等。
这些支护措施可以增强竖井的稳定性，防止塌方和坍塌。
3. 监测与预警在竖井工程中，及时监测地下岩体和井道结构的变化是预防塌方和事故的重要手段。
现代技术可以通过地下水位、岩石位移、应力变化等指标进行实时监测，并通过数据分析和预警系统来预测和识别潜在的安全隐患。
预警系统可以提前发现问题并采取相应的措施，保障工程的安全运行。
4. 安全培训与管理除了工程设计和支护措施，竖井工程中的安全培训和管理也起着重要的作用。
工作人员需要接受相关的岩石力学、地质学、安全操作等培训，了解竖井工程中的潜在危险和相应的安全措施。
此外，对工作人员的持续管理和安全评估也是确保工程安全的重要环节。
5. 风险评估与改进随着科技和工程技术的不断进步，竖井工程中的防塌和安全控制措施也在不断改进和完善。
通过风险评估方法，可以及时发现工程存在的隐患并提出改进方案。
例如，使用数字模拟技术来模拟岩石力学和应力变化，可以更准确地评估岩体稳定性和井道的安全性，并提出相应的改进建议。
综上所述，竖井工程中的防塌与安全控制是一个涉及多个方面的综合性问题。
从地质勘探和工程设计开始，通过支护措施、监测预警、安全培训和管理以及风险评估等手段，可以有效降低工程事故的风险，确保竖井工程的安全运行。
防塌钻井液在金龙井区三开的应用
防塌钻井液在金龙井区三开的应用【摘要】井壁垮塌问题是一个长期困扰钻井工程的技术难题，在金龙地区三开井段中，井壁垮塌主要发生在砂泥岩地层，包括脆性泥岩井壁的坍塌剥落，砂岩地层的渗透垮塌，风化砂岩的井壁扩大和砂砾岩井壁失稳。
本文从该区地层垮塌的机理分析入手，通过优选处理剂和试验评价，钾钙基聚磺体系防塌性能优化及现场维护进行了介绍，对信件后油田金龙井区三开井眼防塌具有现实指导意义。
【关键词】金龙三开井壁垮塌金龙井区位于准格尔盆地西北缘西部隆起中拐凸起，井区内地质条件复杂，地层结构多变，受断裂发育和构造特点的影响，近年来所钻井在下部三开井段频繁出现垮塌掉块、失水难控制以及井径扩大率超标等问题。
该井区三开井段上部为硬脆质泥岩，中部为大段砂砾岩；下部为安山岩和凝灰岩。
三开施工过程中经常发生起下钻严重挂卡和遇阻，划眼困难，倒划眼的情况非常普遍，事故卡钻率非常高，提高现有钾钙基聚磺体系钻井液的防塌性能显得尤为重要。
1 地层垮塌的机理分析1.1 硬脆性泥岩垮塌克上组3400m-3700m为硬脆性泥岩，矿物组成中伊蒙混层多，打开裸眼时渗透水化作用较强。
硬脆性泥岩极易吸水，导致岩石经水化膨胀应力的影响而破碎，在泥饼形成之前极易剥落垮塌。
此外，形成泥饼之后，也易在钻井液失水的作用下水化破碎，发生二次垮塌。
一旦在起下钻过程中泥饼被破坏，破碎岩体失去屏障造成垮塌，这就是该区井经常遇到起下钻严重遇阻、挂卡的主要原因。
1.2 砂砾岩垮塌百口泉组3900m-4000m为大套的粗砂砾岩。
由于砂砾岩骨架结构成熟度低，孔隙度高，胶结疏松的特点，井眼钻开时泥饼尚未形成，在钻井液瞬时滤失的作用下，砂砾岩上快速形成侵入区，易掉块剥落。
泥饼形成以后，在动滤失作用下，侵入区继续扩大，井壁会发生周期性垮塌。
这就是该区井在钻开地层时间不长时起下钻无挂卡反应，过一段时间后，再提钻就会出现严重挂卡的原因，也是井径扩大率超标的原因。
2 处理剂的确定综上所述，该地区井底温度较高，佳木河组含有高压低渗盐水层，因此在选择处理剂的时候，既要考虑到防塌的效果，还要求处理剂不增稠、抗高温、抗盐、抗污染、不影响录井。
井塌预防处理措施
井塌卡钻预防及处理措施一、井塌预防措施1、优化防塌泥浆性能钻遇松软地层时，适当提高泥浆密度、粘切和矿化度，保持低失水。
2．保持泥浆液柱压力1）起钻时连续或定时灌浆，保持井口液面不降或下降不超过5米；2）停工或测井时，每4小时检查一次井口液面，液面一旦下降，必须及时向井内灌浆；（场地工负责观察液面并将观察结果报告司钻）；3）若钻柱或套管柱下部装有回压阀，下管柱时每3柱向管柱内灌泥浆，管柱在井内但未循环泥浆时应视情况定时向管柱内灌泥浆，每次必须灌进、灌满，防止回压阀挤毁而使泥浆倒流，把井壁抽垮。
（内外钳工负责记数和观察灌浆情况,并将观察结果报告司钻；录井工负责观察泥浆灌液面变化情况，有异常时立即向司钻报告）；4）若停泵后立管有回压，不允许放回水，也不能卸立柱，防止环空液体倒灌而造成环空液柱压力下降。
（司钻负责观察立压，并通知副司钻不放回水）3、减少抽吸和激动压力1）严格控制起下钻速度，每一柱的行程时间控制在3-4分钟之间，以减少抽吸和激动压力（司钻负责控制）；2）下钻时每下500米钻具应分段循环泥浆，泵压稳定后再继续下钻（司钻负责控制）；3）上起钻具时，井口液面不降或外溢，应立即停止起钻，循环泥浆，采取措施，消除泥包，若消除不了，应边循环边起钻，起过小井径井段后再正常起钻（司钻负责控制工况，录井工负责监控泥浆灌液面变化情况，场地工和泥浆工负责观察井口返出情况，有异常时立即向司钻报告）；4）每次开泵时，应先小排量顶通，待泵压正常后再逐渐提高排量（司钻控制，副司钻在泵房协助，录井工负责监控泥浆灌液面变化情况，场地工和泥浆工负责观察井口返出情况，并及时向司钻报告观察结果）。
5）钻进时尽可能降低循环压力，以免压漏地层；二、井塌的判断1、钻进过程中发生井塌井下发生轻微坍塌时，返出钻屑明显增多，振动筛处有许多棱角分明的片状岩屑，如果坍塌层是正钻地层，则钻进困难，泵压上升、扭矩增大，钻头提起后，泵压下降至正常值，但钻头放不到井底；如果坍塌层在正钻层以上，则泵压升高，钻头提离井底后，泵压不降，且上提遇卡，下放遇阻，甚至井口返出量减少或不返。
建筑物改造工程中的结构安全与塌方预防措施
建筑物改造工程中的结构安全与塌方预防措施随着城市发展和建筑物寿命的增长，建筑物改造工程变得越来越常见。
然而，结构安全和塌方是在建筑物改造过程中需要特别关注的重要问题。
本文将介绍建筑物改造工程中常见的结构安全问题，并提出塌方预防的措施。
一、建筑物改造工程中常见的结构安全问题1. 基础问题：建筑物改造工程通常涉及对原有建筑物的拆除和重建，因此基础是一个必须关注的重要问题。
如果基础结构不稳固，可能会导致整个建筑物的结构问题。
2. 承重结构的改动：在建筑物改造过程中，有时需要对承重结构进行改动，比如拆除或增加柱子、梁等。
这些改动可能会影响到整个建筑物的结构稳定性，需要进行仔细的评估和计算。
3. 墙体的加固与拆除：为了满足新的设计要求，建筑物改造中常常涉及到墙体的加固或拆除。
然而，墙体在建筑物结构中起着重要的作用，对整体稳定性有着重要影响。
因此，在进行墙体改动时，必须考虑到结构安全的问题。
二、塌方预防的措施1. 规划和设计阶段：在进行建筑物改造规划和设计阶段，应当充分考虑到结构安全和塌方预防的问题。
合理设计结构，考虑到改动对原有结构的影响，以及采取适当的加固措施。
2. 施工过程中的监控：建筑物改造工程中，施工过程的监控非常重要。
应当派驻专业的监理人员，监测施工质量和结构的变化。
定期进行检查和评估，及时发现和解决可能导致结构安全问题的因素。
3. 加固措施的采取：针对可能存在的结构安全问题，应当采取适当的加固措施，比如使用加固材料、增加构件的数量或者加大规格，以确保新结构的稳定性。
4. 塌方预警系统的安装：在建筑物改造工程中，如果存在土方工程，特别需要关注塌方问题。
为了尽早发现并防止塌方事故的发生，建议安装塌方预警系统，以监测土方的变化并及时采取措施。
5. 培训与教育：在建筑物改造工程中，建议对工程人员进行结构安全和塌方预防培训。
提高工作人员的安全意识和技能，减少人为因素对结构安全的影响。
结论建筑物改造工程中的结构安全和塌方预防是需要高度重视的问题。
建筑工程软土地基防塌陷措施
利用振冲设备在软土中形成一排大 直径的桩孔，然后将碎石等材料填 入孔中，形成碎石桩复合地基。
03
软土地基防塌陷施工注意事项
施工前准备
地质勘察
材料准备
对施工区域进行详细的地质勘察，了 解软土层的分布、厚度、性质等，为 后续设计提供准确依据。
提前采购符合要求的材料，如砂石、 水泥、钢材等，确保施工过程中材料 供应充足。
挤密法
通过挤密桩或石灰桩等， 对软土进行挤密，使土体 中的孔隙被压缩。
联合作用
通过振动法和挤密法的联 合作用，使软土变得更加 密实，提高地基的承载能 力。
置换法
换填法
将软土层全部或部分挖除，换填 为强度更高、稳定性更好的材料
，如砂、碎石等。
强夯置换法
利用强夯设备对软土进行冲击，同 时将部分碎石等材料填入冲击形成 的空隙中，形成复合地基。
防塌陷措施评价
对于这些防塌陷措施，需要从施工效果、适用范围、成本效 益等方面进行评价。例如，土质改良适用于轻度塌陷的软土 地基，而桩基法则适用于严重塌陷的软土地基。
未来研究方向与展望
研究方向
未来对于软土地基防塌陷的研究方向可以包括新型防塌陷技术的研发、现有防塌陷技术的改进和完善、以及对于 软土地基塌陷机理的深入研究等。
展望
随着科技的进步和研究的深入，未来软土地基防塌陷技术将更加成熟和高效。同时，随着环保意识的提高，未来 的防塌陷技术将更加注重环保和可持续性。此外，随着城市化的加速，对于软土地基防塌陷的需求也将不断增加 ，这将为相关技术的发展提供更多的机遇和挑战。
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建筑工程软土地基防塌陷措 施
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K+和NH4+在抑制页岩水化方面有着特别的效果，含K+的钾基钻井液作为防塌钻井液已经自成体系。
K+、NH4+抑制页岩水化的主要机理有以下两点：一是这两种离子的水化能低。
K+、NH4+水化能分别为393kJ/mol和364kJ/mol，均低于其他常见的阳离子。
由于粘土对阳离子吸附具有选择性，它优先吸附水化能较低的阳离子，因而K+、NH4+往往比Na+货Ca2+优先被粘土所吸附。
此外，当其被粘土吸附后，由于水化能低，会促使晶层间脱水，使晶层收到压缩，形成紧密的构造，从而能够有效的抑制粘土水化。
K+、NH4+ 二是K+、NH4+的直径分别为2.66A和2.86A，其大小差不多刚好可以进入氧六角环，形成镶嵌式吸附，很难交换下来。
同时由于水化后的K+、NH4+离子半径仍小于伊利石的层间间隙（10.6A），因而能进入伊利石的层间，由于形成键合，从而抑制了相邻硅酸盐晶片的膨胀和分离。
这种作用称为晶格固定作用。
正是由于这种作用，使K+有可能尽量靠近相邻晶层的负电荷中心，因而所形成的致密构造不会在水中再发生较强的水化。
这种构造已经过脱水、压缩，所以K+很难再被置换。
聚合物中的阳离子类别对聚合物的抑制效果有较大的影响。
由于K+、NH4+能有效的抑制泥页岩水化，因而钾、胺基聚合物抑制地层膨胀与分散的效果也优于其它的聚合物。
各种油田采用KCL-聚合物钻井液易坍塌地层都取得了很好的效果。
其典型配方为1.5%～3%膨胀润土+0.1%～0.3%PAM(或其衍生物)+3%～8% KCL+适量的
降滤失剂+少量的除氧剂等。
这种钻井液体系通常称为钾盐聚合物钻井液，是目前国内外公认的最理想的水基防塌钻井液体系之一。
其特点是，将有机聚合物的防塌机理与无机处理剂KCL中
K+的防塌机理有机地结合在一起，具有双重效果，对各类泥页岩地层均有较强的抑制作用。
硅酸盐钻井液也是防塌效果很好的钻井液体系，进入90年代后，随着对环保要求越来越严格，油基钻井液的使用收到限制。
为了对付井壁不稳定，美、英等国的钻井液公司开始重新研究硅酸盐钻井液。
我国近年来也开始研究硅酸盐钻井液，并已在多口井中应用。
硅酸盐稳定井壁的作用机理可归纳为以下几点：硅酸盐在水中可以形成不同尺寸的胶体和高分子的纳米级
粒子。
这些粒子通过吸附、扩散或在压差作用下进入井壁的微小孔隙中，其硅酸根离子与岩石表面或地层水中的钙、镁离子发生反应，生成的硅酸钙沉淀覆盖在岩石表面起封堵作用：当进入地层的硅酸根遇到pH值小于9的地层水时，会立即变成凝胶，形成三维凝胶网络，封堵地层的孔喉与裂缝：当温度超过80℃（在105℃以上更明显）时，硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基发生缩合反应，产生胶结性物质，将粘土等矿物颗粒结合成牢固的整体，从而封固井壁：硅酸盐稳定含盐膏地层主要是通过硅酸根与地层中的钙、镁离子生成沉淀，从而在含膏地层表面形成坚韧、致密的封固壳来加固井壁。
硅酸盐与地层所发生的上述作用，完全能够阻止钻井液滤液进入地层及钻井液压力向井壁地层中的
传递，从而大大降低了泥页岩地层的水化趋势。