采用气体钻井技术钻开深部含气砂岩层可以有效地保护储层并防止井漏,但气体钻井钻开高压含气层时,井筒与高压地层之间将形成极大的负压差,地层天然气以高速率产出,近井壁地层发生强烈的流-固耦合作用,引起地层孔隙压力、地应力在短时间内发生剧烈变化,诱发井壁失稳,已成为制约气体钻井技术应用的关键难题之一。本文针对高压纯砂岩气层气体钻井引发的井壁失稳问题,分析了井筒-地层瞬态耦合流动研究、井周动态地应力研究及产气过程的动态坍塌压力研究,建立了高压气层高速产气过程中井壁稳定性综合评价方法,完善了气体钻井井壁稳定性评价模型,并主要取得如下研究成果:(1)通过质量守恒与动量守恒方程建立气体钻井井筒流动方程,通过渗流连续方程与渗流运动方程建立了基质产层与裂缝产层的瞬态流动模型,根据流动过程的内外边界条件耦合井筒与地层的瞬态流动模型,并分析了地层参数对井筒-地层耦合流动的影响。(2)在地层产气过程,考虑孔隙压力与拖曳力的变化,并结合声发射三轴破坏实验建立了含气砂岩产气后地层有效应力模型;通过有限元软件分析了地层裂缝的形态对产气后地层有效应力的影响。(3)通过纵横波实验与测井资料分析深部含气砂岩岩石强度,结合岩石剪切破坏准则推导出地层坍塌压力在产气过程中的动态变化模型,根据该模型初步评价了含气砂岩产气后的井壁稳定性,并分析了井斜角与方位角的、含气砂岩有无裂缝及裂缝渗透率和地层孔隙压力对地层坍塌压力的影响。本文的研究对于揭示气体钻开含气砂岩的井壁失稳机理与产层气体钻井井下安全控制具有重要意义。