摘要:传统的钻速预测模型经常受到数据维度过高和特征相关性等问题的制约，导致钻速预测效率和精度受限。为了解决这些问题，本文提出了一种基于粒子群优化（PSO）的融合特征选择钻速预测算法模型。在数据预处理的基础上，首先以3个关键参数threshold_1、threshold_2和threshold_3为优化目标，通过结合历史数据和粒子群优化算法构建适应度函数，从而建立钻速预测模型。接着，使用实际钻井数据对所提出的钻速预测方法进行验证，并与传统的机器学习算法模型进行对比实验。实验结果表明，所提出的粒子群优化融合特征选择算法在特征选择方面具有更高的效率和准确性，使用优化后的融合特征优选结果所训练的4个机器学习钻速预测模型精度相较于优化前分别提升了59%、1%、3%和1%，相较于使用全部特征所训练的模型分别提升了24%、2%、4%和3%。本文为钻井工程中提取到的特征参数过多时提供了一种有效的特征选择方法，对特征选择算法在工程领域的实际应用具有一定的指导意义。

摘要:岩土体物理力学参数对工程勘察、设计、施工等作业不可或缺，但常规取样试验或原位检测均存在明显的精度误差。据此本文提出基于勘察钻探的实时钻进参数，建立基于机器学习的随钻土体物理力学参数模型。通过采集位于珠海市国家高新技术产业开发区内20 m勘探孔的真实数据，将EP-200G型钻机实时随钻采集的钻压、扭矩和三轴振动作为输入数据，将全孔土体粘聚力、内摩擦角、含水量与弹性模量试验数据作为输出。基于建模数据分析，证明使用单算法的3类机器学习模型（支持向量机、神经网络和决策树）的预测精度最高仅为0.78，而基于Stacking理念的集成模型可将预测精度提升至最高0.98。结合该模型，进行了随钻参数与土体参数间的敏感性分析，证实当不同土体参数发生变化时，不同随钻参数会发生明显变化，证明了随钻参数预测土体参数的可靠性与适用性。

摘要:预测岩石的可钻性等级能够为钻探工程项目的开展提供有效帮助，根据岩石的可钻性等级选择合理的工艺、方法、技术为项目提供技术支撑。本文考虑岩石在地下空间中受复杂环境因素影响，从地球物理勘探数据、岩石的力学性质和物理性质中选择5种影响岩石可钻性的等级因素，用主成分分析法（PCA）解释每种影响因素之间的相关性及贡献率，消除5种影响因素之间的相关性，选择相关性低的3个主成分代替数据样本进行预测评价。编写LM-BP算法，合理设置预测模型参数值，以主成分分析后的数据样本作为基础，建立岩石可钻性等级预测模型，对预测结果与室内实验法的实测结果进行分析对比，经分析得知，PCA-LM-BP预测模型在岩石可钻性等级预测中，具有预测精准度高、预测时间短的特点，可被应用于钻探工程中的岩石可钻性分析。

摘要:微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术为地质钻探行业解决破碎地层孔壁失稳难题提供了有益借鉴，探究微生物在钻井液环境条件下的生长规律是成功应用MICP技术解决破碎地层孔壁失稳的首要前提。因此，本研究检测了pH值为7.0、7.4、7.8、8.2、8.6、9.0、9.4、9.8、10.0条件下巴氏芽孢杆菌在生物聚合物（XC）钻井液中的生长情况，对其生长规律进行分析和拟合，并构建了其生长预测模型。结果表明：在实验设定的pH值条件下，巴氏芽孢杆菌均能正常生长。综合比较各模型的回归系数、均方误差、赤池信息量准则、准确因子和偏差因子可知，修正Gompertz模型更适合描述巴氏芽孢杆菌在XC钻井液中的生长情况，Arrhenius模型更适合描述pH值对XC钻井液中巴氏芽孢杆菌的最大比生长率的影响规律。研究结果为利用MICP技术稳定破碎地层孔壁的成功应用奠定了良好的理论基础和提供了科学依据。

摘要:钻速预测是优化钻进施工过程中的重点难点。本文以实际采集的数据资料（包含4大类共28种不同的数据类型）出发，建立了以地层成分和钻进参数相结合为基本的钻速预测模型。为了提高模型的预测精度，将原始数据首先进行了标准化处理，消除了其量纲和数量级对模型预测可能产生的影响。由于原始数据种类过多，将原始数据先后进行了聚类分析和因子分析，提取其中有效信息最终将其缩减为11个输入参数和1个输出参数的预测模型。利用人工神经网络技术对这个模型进行了非线性拟合，结果显示本预测模型能够将误差控制在10%以内，具有一定的指导生产实践的能力。

摘要:提出了一种粒子群算法（PSO）优化的BP网络模型预测地层可钻性的新方法。利用粒子群算法优化BP网络模型的参数，避免了BP网络陷入局部极小值的缺点，提高了模型的预测速度和精度。结合钻探实例，利用测井资料和地层可钻性级别的关系建立了可钻性级别实时预测模型,并将该模型与传统的BP网络进行对比，结果表明，该模型优于BP网络，具有较高的精度和较快的收敛速度，有一定的适用性。

摘要:地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力是合理确定井身结构、钻井液密度和固井完井方案的基本依据，是钻井工程设计的一项重要内容。分析了火山岩地层的压力预测技术，首次将国外先进的岩石力学理论应用于庆深气田火山岩地层，建立了3个压力预测模型，针对模型和庆深气田火山岩地层特性提出了新的修正方法；编制了庆深气田火山岩地层3个压力预测软件，该模型软件精度满足现场施工要求，为大庆地区钻井工程设计提供了参考。