圍繞苛刻物理環境下複雜油氣井工程理論與技術中的重大科學和基礎理論問題，以非常規油氣高效鑽完井為目標，建立基於非牛頓流體力學的井筒非穩態多相流動壓力控製理論，研究非常規油氣地層優快鑽井方法、井壁穩定理論及井眼軌跡控製方法，構建非常規油氣藏井筒完整性評價與控製一體化的管理平台。

（1）井筒壓力控製鑽井理論及技術

針對非常規油氣藏鑽井過程中麵臨安全鑽井液密度窗口窄、井湧井漏同時存在、井筒壓力控製困難等複雜問題，基於非常規油氣藏儲層孔滲特征及流體相態特征，揭示油氣藏與井筒流體耦合作用機製，闡明鑽井期間儲層流體侵入井筒的動態過程及內在機理；基於鑽井過程中所采用的非常規的非牛頓流體鑽井液流變性及相態變化規律，建立井筒環空非牛頓流體非穩態多相流動模型；綜合分析井筒環空流體參數變化規律，闡明溢流的發生和發展演變機製，揭示井筒壓力控製機理，形成基於非常規油氣藏、井筒與地麵一體化的井筒壓力控製鑽井理論及技術。

（2）安全高效建井理論與技術

針對深部地層硬度高/研磨性高、機械鑽速極低這一鑽井難題，研究深部硬岩破碎機理與高效破岩理論與方法，形成深部地層優快鑽井技術；針對非常規儲層井眼失穩破壞嚴重、井筒安全風險突出這一難題，研究苛刻物理環境下地層岩石在鑽完井過程的力學響應特征及工程應對策略，分析井周地層垮塌、漏失或裂縫擴展的基本規律，形成大位移井井壁失穩預測及控製技術；針對非常規儲層開發井井身結構複雜、井眼摩阻大、井眼延伸能力有限等技術難題，研究油氣井管柱受力變形特征及其與井壁的相互作用機製，形成複雜結構井軌道設計及管柱磨阻扭矩預測理論。

（3）井筒完整性評價與一體化控製

針對非常規油氣資源勘探開發過程中油套管柱損壞、水泥環密封失效、環空異常高壓等井筒完整性問題頻發問題，研究氣侵條件下水泥環性能的變化規律，建立高溫高壓環境下水泥環密封性能檢測指標與評價方法，揭示深井異常環空壓力形成機理；建立環空壓力預測模型，預測深井複雜條件下環空壓力隨時間的演化規律，開展不同工況條件下井筒安全性能評價，建立深井環空壓力安全範圍的確定方法；建立深井高溫高壓條件下井筒完整性評價模型，研究不同井筒完整性的響應特征和判別標準；針對油氣井工程發展需要，形成保證井筒完整性的理論和技術體係。