针对川东北普光地区特殊的井下复杂地质情况,本文对改进粒子群算法参数反演方法、地应力计算、地应力分布概率确定方法及基于遗传算法的套管柱可靠性设计方法进行了研究。针对地应力计算中非线性模型参数估计广泛采用传统牛顿类算法对初值的敏感性问题,将人工智能理论引入该领域,提出了一种基于遗传交叉因子的改进粒子群优化方法。以川东北大湾区块为例,反演计算求得了相应的地应力值,结果表明,该算法降低了对初值的依赖性,具有优良的拟合残差统计特性、拟合曲线波动性小,算法具有较强的稳健性。　　 结合川东北普光地区常规测井资料、钻完井报告、现场压裂数据及试气资料,得到了普光地区地应力实测值及基于测井资料的地应力计算结果,计算误差满足工程实际。采用统计分析的方法得到了普光地区地层密度、泊松比、弹性模量、有效应力系数的分布规律,结合Monte-Carlo方法对普光地区地应力分布概率进行了计算机模拟,模拟结果均值与实测值基本相符,验证了该地应力分布概率模拟方法的正确性。　　 考虑岩石变形的实际,提出了在盐岩蠕变层段应该根据地应力来计算套管外挤载荷的大小,采用可靠性设计方法进行套管柱设计。用可靠度代替安全系数作为校核标准,并将可靠度区间估计的概念引入到套管柱可靠性设计中,对套管柱可靠性设计方法是一个较好的补充。　　 针对复杂地质条件下套管外载荷多变的特点,建立了基于遗传算法的套管柱优化设计方法。应用遗传算法理论,确定染色体编码方式及初始种群的产生方法,染色体评估函数及遗传操作,建立基于遗传算法的套管柱优化设计模型,从而克服了传统套管柱设计方法在复杂地质条件下套管柱强度设计中运算过程复杂,无法兼顾套管成本与风险因素的缺点。对油气井套管柱进行的设计验证表明:该方法设计结果准确可靠,既提高了套管柱可靠性又有利于降低成本。从而为复杂地质条件下优化套管柱设计提供了新的方法。据此开发的实用设计软件,可实现快捷、准确的套管柱强度设计。