针对井壁失稳的研究工作从20世纪40年代起就开始进行,直到今天,井壁失稳问题仍然是石油工业的一个十分重要且棘手的问题。随着科技的发展以及各种理论逐步完善,人们开始重视结合多种学科来解决井壁失稳问题。其大致演变过程是从纯力学研究,到钻井液化学研究,到力学与化学耦合研究,再到多项耦合研究。但是力学与化学的耦合理论始终存在着种种缺陷:模型参数难以测量;只单独讨论力学问题,不能将力学计算结果或结论用来指导实验室对材料的合成与研制。只是基于防塌原理制备出性能良好的维持井壁稳定的材料,但是否能满足现场应用以及满足力学结论只能靠在现场实践,缺乏力学的理论支持。因此,将力学因素与化学因素从理论上、宏观上联系起来,对研究和解决井壁稳定问题有重要意义。本论文的研究内容及相应的结论如下:(1)把防塌机理和纳米复合体系性能的联系用岩石力学公式表达出来;(2)根据流固耦合理论,运用实验室对纳米复合体系的性能数据计算孔隙压力的改变量;(3)编写地层三压力模型用来定量验证纳米复合体系对井壁稳定的作用,加强理论与实际的结合;(4)实现从宏观上将纳米复合体系的化学性质和岩石力学结合起来以讨论井壁稳定问题,尝试建立力学-化学研究方式来研究井壁稳定问题。