在油田钻井和油藏开发过程中,溶洞经常会发生垮塌。溶洞的垮塌会增加钻井的风险并严重影响油井产量。为揭示塔河油田缝洞型油藏的溶洞垮塌条件,本论文以研究区的岩芯、地震和测井等资料为基础,依次开展了溶洞储集体特征分析、岩石力学参数分析、溶洞垮塌数值模拟及溶洞垮塌条件预测四个方面的研究,最终建立了塔河油田的溶洞数值模拟模型,分析了溶洞垮塌的影响因素。论文主要取得如下认识:(1)完成碳酸盐岩溶洞储集体的特征分析,塔河油田受地质构造和岩溶作用的影响,溶洞发育呈现极强的非均质性,在横向和纵向上分布不均衡。利用露头、岩芯、测井、成像测井和地震资料等手段可以有效的识别溶洞,表现为钻井出现放空漏失,钻时下降,井径扩大,电阻率低值,自然伽马增大,密度减小的特征。(2)完成岩石力学实验,获取了塔河油田地区的岩石力学参数:抗压强度为74.2MPa,弹性模量为36.3GPa,泊松比为0.25,粘聚力为12MPa,内摩擦角为36°。对溶洞稳定性进行理论性分析,得到主要的影响因素有溶洞的跨度、高度、形态和岩石性质等。(3)完成溶洞垮塌的数值模拟研究,分别建立模型并模拟计算了单洞、双洞和溶洞系统的垮塌条件。对于单个溶洞,溶洞的大小和几何特征是影响溶洞垮塌条件的主要因素。埋藏深度越大,溶洞跨度越大,顶板厚度越小,溶洞垮塌的可能性越大。圆柱形溶洞最容易垮塌,立方体溶洞和球形溶洞更难垮塌。对于一个溶洞系统来说,组合方式和溶洞之间的距离是影响垮塌条件的两个主要因素。水平溶洞系统比垂直溶洞系统更容易垮塌。溶洞之间的距离越近,溶洞系统就越容易垮塌。当溶洞间距离大于溶洞自身跨度时,溶洞系统将难以垮塌。(4)完成对数值模拟结果的分析,分别得到单洞和溶洞系统的垮塌条件计算公式和预测图版。使用钻井数据验证表明图版准确可靠。利用公式和图版,可以在油田现场快速判断溶洞的垮塌风险,有效提高钻井的成功率。