到目前为止,清洁能源所占的比重越来越大,天然气水合物也在逐渐地受到重视。海洋天然气水合物的资源量非常丰富,但是由于其本身物理化学和结构性质的特殊性,使得天然气水合物钻井过程中会在井筒发生相态变化:钻井时水合物层分解产气后进入井筒上升,在温度压力满足条件的情况下会再次生成水合物,脱离生成区域后,又会重新分解。这就使得传统钻井在温度和压力控制上受到更加严格的挑战,因此需要对井筒中水合物的相态变化规律进行研究。本文在分析水合物物理化学性质以及结构特点的基础上,将海洋水合物藏与常规海底油气藏钻井做了对比,对水合物钻井中会遇到的问题和目前已有的水合物钻井技术进行了初步探索;对比并选取合适的模型对水合物相态平衡曲线进行计算机模拟,分析了不同天然气组分类型、不同水合物抑制剂类型、浓度等因素对相态平衡曲线的影响;结合水合物生成动力学和分解动力学规律,建立了井筒中水合物生成与分解速率方程,借助文献对模型进行验证,并对井筒水合物相态变化进行了简单模拟判断;考虑天然气水合物的相态变化,建立海洋水合物钻井过程中井筒多相流动方程,通过数值计算对井筒内的温度压力场进行模拟,结合算例,对水合物在井筒内的相态变化情况进行预测,分析了钻井参数变化对井筒内水合物生成的影响规律。由计算结果得出,井筒的温度和压力变化是影响水合物相态变化的最主要因素,在实际的钻井中,可以通过调整钻井参数,对井筒温度压力进行有效控制来对预防钻井事故。