چکیده: حفاری به‌عنوان تنها راه دسترسی به منابع هیدروکربنی موجود در لایه‌های زیرسطحی، یکی از عملیات‌های پرهزینه در صنایع بالادستی نفت و گاز به شمار می‌رود. ازاین‌رو، همواره بهینه‌سازی عملکرد حفاری و کاهش هزینه‌های مرتبط با آن مورد توجه قرار داشته است. نرخ نفوذ مته به‌عنوان مهم‌ترین شاخص عملکرد حفاری، تأثیر مستقیمی بر زمان و هزینه عملیات دارد و تحت تأثیر پارامترهای زمین‌شناسی، ژئومکانیکی و عملیاتی قرار می‌گیرد. در این میان، پارامترهای قابل‌کنترل حفاری نظیر وزن روی مته، سرعت دوران و نرخ جریان سیال حفاری نقش تعیین‌کننده‌ای در بهبود نرخ نفوذ و کاهش انرژی ویژه مکانیکی ایفا می‌کنند. از آنجا که کاهش زمان مولد حفاری مستلزم افزایش هدفمند نرخ نفوذ و کنترل هم‌زمان مصرف انرژی است، بهینه‌سازی پارامترهای حفاری به‌عنوان یک راهکار مؤثر و کاربردی مطرح می‌شود. در این پژوهش، به‌منظور بهینه‌سازی پارامترهای قابل‌کنترل حفاری با هدف افزایش نرخ نفوذ و کاهش انرژی ویژه مکانیکی، داده‌های زمین‌شناسی، پتروفیزیکی و گل‌نگاری سه چاه قائم از میدان نفتی اهواز گردآوری و مورد ارزیابی قرار گرفت. ابتدا پارامترهای ژئومکانیکی سنگ‌های واقع در محدوده مخزنی با ساخت مدل ژئومکانیکی یک‌بعدی و با استفاده از روابط تخصیص یافته به میدان تخمین زده شد و شرایط فشار منفذی، تنش‌های برجا و پایداری دیواره چاه مورد بررسی قرار گرفت. سپس، داده‌های حفاری و ژئومکانیکی پس از انجام پیش‌پردازش شامل حذف داده‌های پرت، هم‌مقیاس‌سازی و کاهش نوفه مبتنی بر تبدیل موجک، به مقیاس واحد تبدیل شدند. در گام بعدی، با بررسی هم‌خطی متغیرها و به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک با مرتب‌سازی نامغلوب (NSGA-II)، انتخاب زیرمجموعه‌ای از ویژگی‌های مؤثر بر نرخ نفوذ انجام شد. بر اساس ویژگی‌های منتخب، مدل‌های پیش‌بینی نرخ نفوذ با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین شامل درخت‌های گرادیانی تقویت‌شده، شبکه عصبی چندلایه و ماشین یادگیری افراطی توسعه داده شد که در این میان، مدل درخت‌های گرادیانی تقویت‌شده به‌عنوان مدل نهایی با بیشترین دقت و پایداری انتخاب گردید. در ادامه، انرژی ویژه مکانیکی با استفاده از رابطه اصلاح‌شده دوپریست محاسبه و به‌همراه نرخ نفوذ، در چارچوب یک مسئله بهینه‌سازی چندهدفه به کار گرفته شد. در نهایت، با اعمال الگوریتم NSGA-II و بهینه‌سازی پارامترهای قابل‌کنترل حفاری تحت قیود ژئومکانیکی سازند، مقادیر بهینه وزن روی مته، سرعت دوران و نرخ جریان سیال حفاری تعیین شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که اعمال پارامترهای بهینه منجر به افزایش نرخ نفوذ و کاهش انرژی ویژه مکانیکی در سه چاه مورد مطالعه شده و در نهایت، کاهش 09/36، 76/38 و 13/30 درصدی زمان عملیات حفاری نسبت به زمان واقعی را به ترتیب برای چاه های شماره یک، دو و سه به همراه داشته است که بیانگر نقش مؤثر تلفیق داده‌های ژئومکانیکی و حفاری در بهینه‌سازی عملکرد عملیات حفاری می‌باشد.