本发明属于油气钻井工程领域，具体地说，涉及一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法。
背景技术：
1、随着油田开采年限增长，很多油田进入后期作业，表现出地下能量亏空，产能下降。通过加密井网方式，采取体积压裂可有效增加整个储层的井间改造程度，实现老井区井间剩余储量的突破。考虑到老井区地层能量较低，采用欠平衡钻井技术是一个不错的选择。然而，在欠平衡钻井作业过程中，始终保持井底液柱压力小于地层压力十分困难，可能会出现瞬间过平衡的状态，由于井眼周围无滤饼的保护，大量的钻井液滤液和固相直接侵入储层，可能导致比常规水基钻井液过平衡钻井更严重的储层伤害。同时，对于超低含水饱和度、亲水性的地层，由于储层的毛管压力极高，由于欠压值不足以克服毛管压力，出现逆流自吸，也会对储层造成伤害。另外，钻井液与地层发生物理化学反应，产生化学驱动力，诱使水相侵入地层。液相的侵入会引起水锁效应，降低油气藏渗透率，造成储层伤害，影响后期储层改造和产能保证。
2、采用加密井钻开老井区储层时，储层不能适应外界条件的变化引起储层渗透率下降，直接导致储层受到伤害。采取提前预测储层伤害为主，后期解除为辅等手段能有效减小储层伤害。针对老井区欠平衡条件储层保护现有的方法主要是通过数值模拟和实验测试，然而，储层伤害数值模拟方法仅考虑有限的地层区间，无法反映储层的伤害全貌，同时现场取心困难，实验所测得的数据有限，导致现场施工与实验存在偏差。综上，目前缺少一种考虑地质条件下的欠平衡条件储层伤害有效预测方法。通过数据采集、数模分析，做到提前预测老井区加密井欠平衡储层伤害，将有效指导钻井液性能调整，高效钻井及后期产能提升。
3、有鉴于此特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
3、一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，包括：以下步骤：
4、步骤(1)，收集测井、录井和地震数据，结合有限元方法，建立三维精细地质建模；
5、步骤(2)，运用井震数据结合步骤(1)的建模技术进行储层原始属性建模，建立具有储层力学属性的三维地质力学模型；
6、步骤(3)，采集目的储层的岩心，从宏观和微观角度分析储层潜在伤害机制，通过敏感性实验对岩心进行敏感性参数分析；
7、步骤(4)，结合神经网络方法，拟合出原生态地层敏感性属性，并将初步井轨迹加载至所述储层三维地质力学模型中，输出储层预测评价中井眼原生态物理化学属性参数；
8、步骤(5)，建立欠平衡加密井水侵控制方程，更新钻井动态扰动条件下岩石属性参数，输出储层污染后关键储层参数；
9、步骤(6)，对比分析储层污染前后储层伤害程度，基于机器学习，建立一个动态储层伤害预测指标，基于筛选出的主控因素，有针对性的指导钻井液性能调控和钻井施工。
10、可选的，地质力学模型的建模方法包括构造建模、属性建模、岩石力学建模和地应力建模，步骤(1)是基于体元构造框架建模技术建立准确的区块构造模型与小层发育构造框架。
11、可选的，所述步骤(2)中的井震数据包括但不限于地震资料、钻井岩心，所述步骤(2)建模前需运用井震数据和数据源进行综合分析，以确定不同岩性的空间分布和岩石物理参数的变化规律。
12、可选的，在获取所述步骤(2)地质力学模型中的关键油藏属性的参数分布特征时，收集测井、岩心、室内试验等数据，以岩性分析为约束结果，通过数值模拟方法得到关键油藏属性的参数分布特征。
13、可选的，所述步骤(3)中宏观和微观角度分析储层潜在伤害机制时采用的实验包括但不限于xrd、sem、压汞实验，储层潜在伤害机制包括但不限于：地质分层、储层岩石成分分析、孔隙结构特征、交接类型、渗透率值、孔隙度与渗透率的关系、储层的流体特征、粘土矿物潜在伤害因素、水锁伤害、应力敏感以及固相侵入伤害。
14、可选的，所述步骤(3)中的敏感性实验包括但不限于储层岩心的速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏和应力敏，分析敏感性实验得到的数据得出储层的主要伤害因素和伤害程度，为储层的预测提供理论依据。
15、可选的，步骤(4)中在将初步井轨迹加载至所述储层三维地质力学模型中后，通过学习地质属性和物理化学属性的空间分布和变异规律与克里金插值模拟岩性的空间变异性，生成符合实际情况的岩性分布，并反演和补充储层伤害预测中井眼原生态物理化学属性参数。
16、可选的，地应力建模方法构建地质力学模型时包括以下步骤：
17、将地下结构与地质构造导入有限元模型，利用网格交互算法将地层属性同步导入有限元计算平台，通过粒子群优化算法进行有限元数值计算，迭代求解得到三维地应力模型，同时通过收集地应力实验结果和现场小压分析等实验结果对应力大小进行约束，通过古地磁和波向异性结果，以及成像测井解释结果对应力方向进行约束。
18、可选的，步骤(5)中水侵控制方程是通过质量守恒定律，其中，油、水连续性方程为：
19、
20、由达西定律，得油、水的运动方程：
21、
22、式中：bo、bw分别为地层原油、地层水体积系数，so、sw分别为油、水饱和度，ρ0、ρw分别为油、水的密度，为孔隙度，t为钻井时间，k为绝对渗透率，μo、μw分别为油、水的黏度，po、pw分别为油、水的压力kro、krw分别为油、水相对渗透率。
23、可选的，所述步骤(6)中考虑到不同地层地质构造、矿物组分综合因素不同，引入权重，基于机器学习，建立动态储层伤害预测指标。
24、采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果，当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以下所述的所有优点：
25、1、通过结合地质力学模型和专门针对老井区进行的实验结果，详细地描述了因长期开采导致能量枯竭地层的特征。这种方法使得模型能够精准地反映实际地质数据，确保了分析结果的高度准确性和可靠性。
26、2、该方法既考虑了储层伤害因素对地层的单一影响性，同时结合机器学习考虑了储层伤害因素之间的关联性，提高了对储层伤害主控因素预测精度，打破了常规实验难以实现的壁垒。
27、3、该方法还考虑到地层物性与钻井液相互作用下，水侵对储层伤害的影响，常规的模拟方法模型参数很难将其作用于现实地层条件，同时无法有效沟通实验所确定的储层伤害影响因素。
28、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
1.一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，地质力学模型的建模方法包括构造建模、属性建模、岩石力学建模和地应力建模，步骤(1)是基于体元构造框架建模技术建立准确的区块构造模型与小层发育构造框架。
3.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中的井震数据包括但不限于地震资料、钻井岩心，所述步骤(2)建模前需运用井震数据和数据源进行综合分析，以确定不同岩性的空间分布和岩石物理参数的变化规律。
4.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，在获取所述步骤(2)地质力学模型中的关键油藏属性的参数分布特征时，收集测井、岩心、室内试验等数据，以岩性分析为约束结果，通过数值模拟方法得到关键油藏属性的参数分布特征。
5.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中宏观和微观角度分析储层潜在伤害机制时采用的实验包括但不限于xrd、sem、压汞实验，储层潜在伤害机制包括但不限于：地质分层、储层岩石成分分析、孔隙结构特征、交接类型、渗透率值、孔隙度与渗透率的关系、储层的流体特征、粘土矿物潜在伤害因素、水锁伤害、应力敏感以及固相侵入伤害。
6.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中的敏感性实验包括但不限于储层岩心的速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏和应力敏，分析敏感性实验得到的数据得出储层的主要伤害因素和伤害程度，为储层的预测提供理论依据。
7.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，步骤(4)中在将初步井轨迹加载至所述储层三维地质力学模型中后，通过学习地质属性和物理化学属性的空间分布和变异规律与克里金插值模拟岩性的空间变异性，生成符合实际情况的岩性分布，并反演和补充储层伤害预测中井眼原生态物理化学属性参数。
8.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，地应力建模方法构建地质力学模型时包括以下步骤：
9.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，步骤(5)中水侵控制方程是通过质量守恒定律，其中，油、水连续性方程为：
10.根据权利要求1所述的一种耦合地质力学模型的加密井欠平衡钻井储层伤害预测方法，其特征在于，所述步骤(6)中考虑到不同地层地质构造、矿物组分综合因素不同，引入权重，基于机器学习，建立动态储层伤害预测指标。
