随着油气和固体矿产勘探开发的飞速发展,现代钻井技术对钻井液提出了更新更高的要求,各种新型钻井液技术不断地被开发出来,在讲求效率的今天,钻井液的管理技术也得到了更多的关注。 钻井液管理是近年来提出的一个新概念。它包括钻井液设计、当量循环密度控制、井眼清洁、流态与井下模拟等,通过优选、优配、简化钻井液体系,降低成本,提高钻井效率。实现钻井液管理需要开发相应的钻井液设计软件。钻井液设计是一个跨学科的、复杂的系统工程,涉及到许多学科的理论知识,同时具有很强的实践性。在很多情况下手工设计不仅耗时费力,往往还会存在许多问题。钻井液设计系统软件的开发不仅解决了上述问题,更重要的是能够更好地实现资源共享,最大限度地运用成功经验,从而实现钻井液设计的计算机化、自动化,甚至智能化。 本文研究了钻井液技术、钻井液设计基本规则、钻井水力学设计原理,总结了大油田的钻井液技术,构建了钻井液和钻井水力学设计思想和方法,为钻井液和钻井水力学设计系统计算化奠定了基础,有效地促进了钻井液技术与现代高新技术的有机结合。本文研究成果主要体现在: 1. 研究了地质勘探钻探技术特点和钻孔冲洗与护壁堵漏技术,借鉴国内外石油钻井液设计系统的最新研究成果,根据钻井液设计基本原则建立了钻井液设计规则库。 2. 归纳总结了我国地质勘探长期积累的钻井液技术,同时收集整理大油田在钻井液设计方面积累的宝贵经验,建立了钻井液设计范例库。 3. 研究了人工智能技术在工程技术的应用,基于钻井液设计规则库和钻井液设计范例库,建立了基于规则和基于范例相结合的钻井液体系设计系统。 4. 研究了钻井液流变学和水力学的最新研究成果,利用回归分析等数学方法,研究钻井液流变模式的优化设计系统,从而实现了钻井水力参数的优化设计的自动化。 5. 首次建立了集钻井液设计和钻井水力学设计于一体,既可应用于地质勘探又可应用于石油钻井的钻井液设计系统。