我国四川盆地蕴含着丰富的天然气资源,是重要的天然气产区,但由于此地区气井具有高压、高产、高含硫等特点,为钻井施工带来了诸多风险和安全问题。要降低三高气田钻井风险的首要关键问题是能够准确预测地层的三个压力剖面,然后按照此剖面进行探井工程设计,并严格按照此剖面确定的井身结构和钻井液密度组织生产。碳酸盐地层三压力剖面预测研究的难点是如何建立适合碳酸盐岩地层的孔隙压力预测方法。因为碳酸盐岩为化学沉积岩,没有正常压实规律,传统的基于欠压实理论的孔隙压力预测方法基本不适用于碳酸盐地层。本论文采取理论分析和室内声波实验相结合的研究方法。在总结前人关于异常地层压力成因机制的基础上,结合碳酸盐的岩性特点,进行了灰岩室内声波实验,模拟了灰岩在地下应力状态,研究了在孔隙度不变的条件下波速与有效应力之间的变化关系以及有效应力不变的条件下波速与孔隙度之间的变化关系。在对大量实验数据进行回归分析的基础上,应用有效应力原理,建立了一套碳酸盐地层孔隙压力预测新模型。研究了碳酸盐地层裂缝成因和裂缝、孔洞、孔隙等不同系统的测井响应机理,筛选出能够较好地识别裂缝系统的双侧向测井方法,并根据深、浅电阻率差值判断裂缝产状,依据相应的估算模型定量计算裂缝孔隙度和张开度等裂缝参数,分析研究区块的裂缝发育程度。从井壁稳定的岩石力学机理出发,分析了井壁围岩的应力状态,考虑了裂缝的影响作用,并根据Coulomb-Mohr强度准则和最大拉应力破裂准则给出了碳酸盐地层井壁坍塌压力和破裂压力当量钻井液密度的计算公式。基于Visual Basic 6.0编程语言,编写了三高气田钻井地质风险预测软件,利用该软件对龙岗实验区块中的龙岗x井和龙岗xx井进行了现场应用,给出了两口井的地层三压力预测剖面。应用效果表明,本论文中建立的碳酸盐地层压力预测模型是可行的,且与传统地层压力预测方法相比,更适用于碳酸盐地层,预测结果也更准确和科学。