深水油气勘探开发不同于陆地和浅水钻井,它面临着许多复杂的技术难题,其中深水浅层井壁稳定性问题即为复杂技术难题之一,它的稳定与否甚至关系到一口井的成败。本文结合“863”课题“深水钻完井关键技术”中的深水钻井液技术研究专题,初步开展了深水浅层井壁稳定机理与钻井液防塌技术研究。本文对影响深水浅层井壁稳定的主要因素进行了初步分析,并探索利用有限元软件ANSYS进行了深水浅层井壁稳定性模拟研究。借助南海某深水油田泥岩地层相关参数,数值模拟研究得出的该地层钻井液安全密度窗口与实际钻井资料基本相符;采用墨西哥湾某含水合物地层相关参数,数值模拟给出了此水合物地层钻井液密度上限。结合南海深水浅部地层沉积特性,借助深水钻井模拟装置等实验设备,初步实验探讨了深水浅部地层井壁失稳机理。研究结果表明,深水浅层含水饱和度较高,压实程度较大,水化膨胀性不均,自身强度较低以及钻井液浸泡时间长、循环冲蚀作用等,可能是造成深水浅层井壁不稳定的主要原因。水合物的分解、浅层气及浅水流的存在也可导致深水浅层井壁失稳。本文初步试验表明,不含水合物抑制剂的钻井液体系没有引起水合物的分解;使用只含有热力学抑制剂的深水钻井液体系可使水合物立即分解,而使用热力学抑制剂和动力学抑制剂复配的深水钻井液体系可延缓水合物分解。实验优选出两套深水水基钻井液体系配方,在深水低温高压条件下,具有流变性和润滑性较好,封堵和抑制能力、抗污染能力以及稳定性较强等优点;优选出一套深水钻井油基钻井液配方,具有良好的低温流变性和较强水合物抑制性。在深水钻井浅层井壁稳定机理研究分析的基础上,初步提出了深水浅层井壁失稳钻井液防治技术对策。