缝洞型碳酸盐岩储层地层压力敏感,容易出现溢漏同存的问题,且地层中普遍含有H₂S等酸性气体,一旦硫化氢溢流泄漏到空气中浓度达到20ppm时,需要停止作业,这严重阻碍了含硫碳酸岩储层的勘探开发进程,同时自动化钻井的进程也受到严重阻碍。因此,要解决含硫碳酸盐岩储层的钻井难题,需要对硫化氢的溢流规律进行研究,对溢流进入钻井液的硫化氢进行处理。本文对比了国内外关于密闭欠平衡钻井技术及系统的特点,建立数学模型对四相分离器的处理能力进行了计算,提出国内密闭欠平衡循环钻井系统可能的配置方式和改进方向,重点针对四相分离系统固相处理及脱气除硫的处理能力的不足,提出合理的实用型方案。为了更好的利用密闭前平衡钻井技术,为密闭欠平衡技术的发展提供理论基础,本文主要针对以下三个方面进行研究:（1）对含H₂S气体重力置换气侵规律及机理研究,确定重力置换气侵的压力窗口;建立含H₂S气体溢流时多相流动井筒压力模型,模型建立过程中,本课题采用的多相流模型的控制方程是连续性方程和动量方程,在模型建立过程中考虑温度、压力及钻井液酸碱度对H₂S的溶解度的影响,考虑油层厚度变化等因素对气侵量的影响;对于多相流辅助方程组,重点对流型进行严格的划分,针对不同流型,给出不同的含气率、流速等的计算公式。结合现场实例井的数据,对模型进行求解分析,系统分析了连续气侵条件下的井口钻井液流量、井口回压及井底压力的变化规律,为含H₂S气体气藏密闭循环控压钻井的工程设计提供理论指导。（2）对井下H₂S识别与监测方法进行调研分析,为早日实现对井下H₂S随钻监测和控制提供思路和理论依据,在井下对H₂S进行早期监测,可消除了地面监测法的滞后性和潜在危害性;本文重点研究了调研电化学方法及基于信息传输钻杆的溢流监测手段,为井下含H₂S气体的溢流监测技术的发展提出合理化的建议。（3）对密闭循环控压钻井技术进行研究,重点研究了密闭循环控压排出侵入气体时的流动规律研究及井口回压控制方法,给出密闭循环控压排出溢流技术的装备及流程图,研究溢流气侵时的控制方法及规律,对比分析了含H₂S天然气和普通天然气在溢流发生时井筒瞬态流动规律的差异,为密闭循环控压钻井技术的发展提出合理化建议。