本论文以国家863重大研究计划项目“复杂油气资源勘探开发技术”的子课题“压力管理钻井技术研究”为依托，主要围绕高温高压深井环空钻井液的当量循环密度和井底压力的精确计算，以及钻井工况对井底压力的影响开展了系统的研究。论文研究工作和取得的主要成果概括如下： 通过调研分析，结合中国石油大学(北京)钻井液与完井液实验室近年来的研究成果，推导出水基和油基钻井液的井下静态密度随温度压力变化的综合预测模型，并利用多元非线性回归方法计算出模型的系数。模型中引入了弹性压缩系数和Ce热膨胀系数Ae，表明该预测模型更能全面真实准确地反映出温度和压力对密度的影响。随后，利用环空微元体力学分析，得出环空钻井液当量静态密度随井深变化的数学模型。 借鉴国内外的研究成果，分别建立了钻柱内钻井液、环空钻井液和井壁岩石温度的物理模型和非稳态数学模型，并利用全隐式差分方法进行数值求解，得到井筒内温度场的分布曲线，并且将该计算方法进行实例模拟，在此基础上，对井筒温度的影响因素进行了分析，认为：影响井筒温度的主要因素为钻井液比热、热传导系数和井口温度，而钻井液的密度和排量对环空温度的影响较小；当循环一定时间后，井底温度趋于恒定值。 将钻井环空分为常规井眼和小井眼，在考虑钻井液流变性和水力学参数等因素的基础上进行摩擦压耗计算，建立了计算钻井液环空压降的数学模型。并且，考虑到油基钻井液的流变性受温度和压力影响较大，重点研究了油基钻井液在井筒内流变性的变化规律；而对于水基钻井液的流变性，可视为地面流变数据的定值处理。随后，建立了环空钻井液当量循环密度预测模型，并通过实例进行验证。 着重分析了环空气侵和环空岩屑量两个影响井底压力的因素，利用气液两相流理论，建立了一维气侵环空压力增量模型。计算出不同气体流量和侵入点深度时的井底压力增量，并绘制出相应井身结构的设计图版。另外，充分考虑了不同机械钻速产生的岩屑对井底压力的影响，建立了岩屑量影响环空压力的增量模型，利用数值方法求解，并且将该模型进行实例模拟，得到环空井底压力的增量曲线。