井壁失稳问题是石油钻井过程中普遍存住并一直困扰石油工业界的一个大问题。由于钻井过程是地下工程，涉及复杂的、千变万化的地质结构，而且由于井壁失稳引起和诱发的其它井下事故对钻井工程危害极人，使得该问题一直受剑国内外石油钻井界的关注。 在欠平衡钻井过程中，如果所用钻井液密度过高，将达不到欠平衡钻井的目的：如果钻井液密度过低，造成过大的井底负压，大量的地层流体会流入井内，这不仅可能会给涌出地层流体的地面处理带来困难，还可能会造成储层垮塌，导致储层的毁灭性伤害。因此，必须确定合理的钻井液密度和欠压值以避免地层坍塌等钻井事故的发生。 传统的渗流理论一般假设流体流动的多孔介质骨架是完全刚性的，即在孔隙流体压力变化过程中，固体骨架不产生任何弹性或塑性变形，这时可将渗流作为非耦合问题来研究。这种简化虽然可以得到问题的近似解，但存在许多缺陷，而且也不切合生产实际。比如：在油田开采过程中，孔隙流体压力会逐渐降低，将导致储层内有效应力的变化，使储层产生变形。近年来，流固耦合问题越来越受到人们的重视，这方面的研究涉及许多领域，如地热能开采、污水处理、油气开采等。 从力学角度分析，井眼形成后，钻井液液体应力取代了所钻岩层提供对井壁的支撑，破坏了地层原来的应力平衡，导致升壁周围岩石的应力重新分布。在欠平衡钻井中，重新分布的应力不仅与地层岩石的力学特性相关，而且与地层流体流入井筒及流速密切相关。所以，要使欠平衡钻井技术得剑完善利发展，对井壁稳定性问题进行符合实际的分析，必须考虑流固耦合作用下的附加应力对总应力的影响。但前人的井壁稳定性分析都过多地强调了地层和流体之间的物理化学耦合作用，而对流体流动造成的孔隙压力改变，进而导致的流体流动和岩石变形之间的耦合却重视不足。本文就是从分析井筒周围的应力分布入手，以地层不发生坍塌为条件，研究考虑流固耦合作用下的井壁稳定性，导出欠平衡钻井所需的最小钻井液密度模型。 本文首先概述了欠平衡钻井技术的定义、分类、特征、钻井实施条件以及国内外的发展状况，叙述了该技术的优点和局限性。接着在先不考虑流固耦合效应的情况下分析了井壁岩石应力的固体力学模型。然后分析了多孔介质变形的特点和变形机理，并根据有效应力原理，分忻流体孔隙乐力与岩石变形间的耦合关系。之后，分析了井壁失稳的类型、原因，并将耦合作用下的附加应力引进井壁岩石应力模型，从流固耦合力学角度对井壁稳定机理进行研究，在岩石强度破坏准则的基础上，建立欠平衡井井壁岩石应力的流固耦合模型。最后分析了确定合理欠压值的基本原则和应考虑的因素，通过实例来论证本文所建模型的可行性和准确性。