针对海底天然气水合物赋存的复杂地层，利用有限元分析软件ABAQUS/CAE,对搭载于深海海底钻机上的金刚石钻头钻进取芯海底天然气水合物过程进行了模拟仿真，并利用Python对仿真结果进一步处理.通过对钻进过程中岩芯所受应力状态的分析，得到岩芯扰动状态随钻进参数的变化规律，获得天然气水合物储层及其上覆土层沉积物低扰动岩芯范围，以及岩芯扰动率随钻进参数的变化趋势，对获取低扰动岩芯钻进参数及其优化具有一定的参考意义.结果表明：随着钻压和转速的增加，沉积物及水合物岩芯的扰动范围都相应的增大.岩芯的扰动率呈现出先迅速增大，之后再逐渐保持稳定的趋势.扰动率稳定值的大小受钻压的影响较大，与钻头的转速无关.当在沉积层钻进时，选择较大的钻压及转速以保证高的进尺效率，而当在水合物层钻进时，适当降低钻压可以获得质量较好的岩芯，而增大转速会使进尺速度得到有效的提升.

国家自然科学基金资助项目(51779092)；国家重点研发计划项目资助(2016YFC0300502)；湖南省研究生科研创新项目资助(CX20210985)；湖南创新型省份建设专项经费资助项目(2020GK1021；2019SK2271；2019GK1010；2019GK1012)；

1 钻进取芯模型
1.1 钻进取芯动力学模型
1.2 钻进取芯有限元模型
1.2.1 钻头模型建立
1.2.2 海底天然气水合物储层模型
1.2.3 有限元模型
2 仿真计算结果与扰动分析
2.1 仿真计算结果
2.2 扰动分析
2.2.1 岩芯未受扰动区域的最小半径
2.2.2 扰动率
3 结论

卫成效,金永平,刘德顺,万步炎.海底天然气水合物复杂地层钻进取芯仿真岩芯扰动分析[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2023,38(01):43-49.DOI:10.13582/j.cnki.1672-9102.2023.01.006.