由于低温高压环境的影响,深水井筒中常会生成水合物,堵塞井筒,引发严重事故。本文以深水气井测试为工程应用背景,以井筒环雾流为重点,构建了考虑水合物沉积特性的井筒多相流动模型和水合物堵塞定量预测模型,提出了深水气井测试管柱内水合物堵塞定量预测方法,得到了深水气井测试管柱内水合物堵塞动态演化规律。根据气液相接触关系及气液相间传质传热特征,得到了液滴、液膜和冷凝水生成水合物的特征,建立了水合物生成速率模型。在环雾流体系中,液滴生成水合物的速率远高于管壁液膜处的水合物生成速率,管柱内的水合物主要是由气核中的液滴生成的。依据井筒内水合物颗粒受力特征,发现由液滴生成的水合物颗粒更倾向于被高速气流携带,需要运移较长的距离才能沉积到管壁上,在测试管柱内,水合物颗粒在沉积到管壁上之前,往往已脱离水合物生成区域,进而发生分解,管壁液膜处生成的水合物受到较强的粘附力作用,直接沉积附着到管壁上,形成不断增厚的水合物层,造成管径减小,是导致管柱堵塞的主要原因,在此基础上建立了水合物堵塞定量预测模型。建立了考虑水合物沉积影响的井筒多相流动模型。在连续性方程中,将水合物生成作为源汇项,考虑了水合物生成对气体和水的消耗;将随流体运移的水合物当作拟流体相,并考虑水合物沉积的影响,建立了水合物的连续性方程。动量方程中,考虑了水合物在管壁上沉积附着造成管径减小、粗糙度变化及流速(雷诺数)变化对压降的影响。能量方程中,考虑了水合物相变热、管壁水合物沉积层热阻效应及水合物非均匀沉积造成的焦耳-汤姆逊效应的影响。应用实测数据和实验数据对模型进行了验证。提出了基于安全作业时间窗口的深水气井测试管柱内水合物堵塞定量预测方法,得到了水合物堵塞动态演化规律。测试管柱内水合物层厚度沿轴向非均匀分布,在一些区域,水合物沉积速率高,会更迅速地堵塞管柱,是水合物堵塞高风险区。提出了基于拓展安全作业时间窗口的水合物堵塞防治新方法,可有效克服传统防治方法过度使用抑制剂的不足。进一步探讨了模型在水合物堵塞早期监测等方面的应用,本研究可为水合物堵塞预测和防治工作提供参考。