塔里木油田在中国能源结构中的地位举足轻重,被经济学者称为中国西部的能源经济动脉。库车山前深层高温高压气藏集中了塔里木油田60%以上的天然气储量和产量,但由于复杂的地质特征、窄安全密度窗口条件,使得下尾管小间隙固井作业的工程质量,因固井期间常发生的无规律漏失而长期难以保证,严重威胁安全建井和开发生产中井筒完整性。为攻克困扰超深井固井质量难题,本文以窄安全密度窗口安全下套管作为防漏固井成套技术突破口,在国内外学者研究的基础上,综合考虑钻井液触变性和流变性、剪切速率及下套管过程环空间隙变化对激动压力的定量影响,以平衡激动压力与地层承压能力为原则,建立最大套管下入速度模型和最大泥浆循环排量模型,最终达到安全下套管防漏失效果。通过研究本文得到了以下结论与认识:(1)地层压力敏感性强、窄安全密度窗口等复杂地质特征是造成下套管井漏的客观因素;地层承压能力获取不准、下套管中环空间隙过窄和高密度油基钻井液流变性和触变性的影响导致下套管工程参数设计不合理是造成井漏的主要因素。(2)考察常规与高密度油基钻井液触变性随静置时间延长的变化规律,通过实验表明,钻井液静切力随静置时间增长而增大,最终趋于一恒定值;若以极限静切力计算激动压力,可能造成井漏。(3)以变温度、压力条件下的钻井液流变性实验为依据,建立高密度油基钻井液全剪切和低剪切速率范围内相关流变参数预测模型。通过实例计算表明,以低剪切速率下赫-巴流体激动压力模型计算更趋于安全。(4)建立了考虑尾管固井工艺下套管过程中环空间隙变化的赫-巴流体激动压力计算模型。通过模型验证,表明该模型较常规宾汉模型和未考虑环空间隙变化的赫-巴模型更能反映下套管过程激动压力随下入深度的实际变化规律。(5)以钻进时漏失层环空循环压耗作为井底最大激动压力安全约束条件,建立最大套管下入速度和最大泥浆循环排量计算模型,模型中考虑地层承压能力、流变性、剪切速率及下套管过程中环空间隙的变化等因素,使计算结果更接近井下实际工况。通过本文研究初步形成一套超深井窄安全密度窗口下套管防漏技术雏形,并在库车山前KS605井进行现场应用试验。通过该技术方法准确计算出该井下尾管固井作业中最大套管下入速度和最大泥浆循环排量,整个过程未发生漏失,表明该技术具有现场可行性。