与陆地或浅水区域的地层相比,深水浅部地层由于上覆岩层压力低,一般在海床以下100m以内的地层都存在着弱固结,地层的力学特性与常规地层相比有着显著的差异。另外,受地层高压低温环境的影响,深水钻井安全泥浆密度窗口极窄,安全泥浆密度窗口预测不准极易导致井身结构的进一步复杂,诱发井塌、井漏和井喷等钻井复杂事故。本文通过室内试验和数值计算,对深水浅部弱固结地层的力学性质进行了研究并提出了力学性质预测方法,建立了深水浅部弱固结地层的沉积压实模型和井壁稳定分析模型。主要完成的工作如下:提出了深水浅部弱固结地层的人工制样方法。人工制样的基础理论依据是:深水浅部弱固结地层在沉积过程中主要受压实作用的影响。人工制样的基本思路是:利用改造的固结剪切仪,模拟深水沉积环境,采取适当增加有效固结应力的方法,在短时间（24h）内获得和深水浅部弱固结地层具有相同物理性质的样品。人工制样方法有效性的验证手段是:在改变有效固结应力值大小情况下,获得具有相同物理性质的人工样品;对人工样品进行力学性质实验,分析不同有效固结应力下,具有相同物理性质的人工样品力学性质的差异。建立了深水浅部弱固结地层力学性质的预测模型。利用人工制样通过固结实验,固结卸载回弹实验,直剪试验及流变实验等优选并验证了深水浅部弱固结地层的本构模型及流变模型。同时利用深水浅部弱固结地层人工制样的可重复性等优点,采取单因素研究方法,通过控制影响因素变量,建立了影响深水浅部弱固结地层力学性质的各因素与深水浅部弱固结地层力学性质之间的关系模型。然后对国内外大量有关深水浅部弱固结地层的研究数据进行整理,利用神经网络的方法建立了影响深水浅部弱固结地层力学性质参数的各因素的预测模型,并结合前述研究最终达到了预测深水浅部弱固结地层力学性质的目的。建立了深水浅部弱固结地层的沉积压实模型。（1）在考虑流变性的情况下,建立了深水浅部弱固结地层的一维流变固结模型,并利用国外实验数据验证了该模型在描述深水浅部弱固结地层室内长期固结实验上的可靠性。（2）根据深水浅部弱固结地层的一维流变模型推导出了三维流变模型并进行了验证,然后利用Visual Studio对Flac3d软件进行二次开发,开发了能描述深水浅部弱固结地层流变性能的Flac3d材料模型。（3）结合深水浅部弱固结地层的实际沉积过程、沉积环境,利用Flac3d软件建立了考虑流变性能下的深水浅部弱固结地层的沉积压实模型。并分析了流变参数、水深、干颗粒密度、粘土矿物含量、沉积年限等对深水浅部弱固结地层沉积压实规律的影响。在深水浅部弱固结地层物理、力学性质研究的基础上,建立了井眼钻开后深水浅部弱固结地层的力学模型,在考虑井眼塑性区面积及挤土效应产生的超级孔隙压力后,完善了深水浅部弱固结地层的井壁稳定分析模型。结合南海A区块和西非B区块的工程实例对深水浅部弱固结地层井壁稳定分析模型进行了验证。计算结果与实际情况吻合,说明建立的模型可以用于深水浅部弱固结地层井壁稳定分析。