北极冷海地区油气资源储量丰富,开采潜力巨大、战略价值极高,但是浅层地质灾害是极地冷海地区钻井作业面临的主要风险之一。如果处理不当,这些地质灾害会对极地冷海油气开发造成灾难性的事故,因此有必要对冷海浅层钻井地质灾害进行识别和预测。本文通过开展冷海浅层气和水合物声波特征的模拟实验,研究了冷海浅层钻井地质灾害的声波速度变化规律。本文根据相似性原理,首先开展了浅层气的声学特性模拟实验,研究了浅层气纵波速度随其地层孔隙压力的变化规律,建立了浅层气地层声学参数响应特征模型;其次在低温环境下开展了前期的探索实验,对实验流程和工艺进行了优化;最后开展了天然气水合物的声学特征模拟实验,研究了其声波速度随饱和度和孔隙度的变化规律,建立了天然气水合物地层声学参数响应特征模型。根据冷海地区浅部地层土力学性质参数,结合实验结果,建立了冷海浅层气、天然气水合物随地层埋深变化的声学响应特征的数学模型,并形成了冷海浅层地质灾害预测图版,可以有效提高冷海浅层地质灾害的预测精度,对实际钻井作业有一定的指导意义。