CN113221347B - 一种井壁稳定性钻井优化方法、装置及设备 - Google Patents

一种井壁稳定性钻井优化方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本说明书实施例提供一种井壁稳定性钻井优化方法、装置及设备。所述方法包括：利用邻井地震数据和测井数据建立地震参数与测井参数之间的非线性映射关系；基于邻井的测井数据和地层孔隙压力数据建立地层孔隙压力预测模型，将反演得到的测井数据作为输入得到地层孔隙压力数据；基于邻井测井数据和岩芯数据建立地层岩性、岩石力学性质和地应力预测模型，将反演得到的测井数据输入得到相应地层岩性、岩石力学性质和地应力；将所述岩石力学参数代入到机理模型中分别计算地层坍塌压力和地层破裂压力；以地层压力、岩性、钻井液和钻井设计参数为基础，优选机器学习算法，建立井壁稳定性钻前智能预测模型。上述方法能预测井壁失稳等事故，降低经济损失。

Description

一种井壁稳定性钻井优化方法、装置及设备
技术领域
本说明书实施例涉及地质勘探开发技术领域，特别涉及一种井壁稳定性钻井优化方法、装置及设备。
背景技术
在地质勘探开发领域，针对储层进行勘探或开采之前，往往都需要在目标区域进行钻井，例如通过在目标区域钻取测井以获取相应的地质参数，或钻取采油井以从储层中将油气资源采出。
在实际应用中，钻井的井壁基本均为岩壁。而在钻井施工的过程中，通过钻头钻入以及钻井液的注入，会对地层压力造成改变。在地层压力过高或过低时，受其他地层或该地层自身的压力所影响，地层本身可能在结构上会受到相应的改变，并进一步影响到该地层对应的井壁，造成应力集中现象，从而导致井壁破裂或井壁塌陷等情况。上述情况可能会造成设备损坏、钻井报废等结果，严重时可能会影响其他井的使用，从而造成时间和资源的损失。为了减少上述损失，目前亟需一种能够在钻井施工的过程中有效避免井壁坍塌和漏失的方法。
发明内容
本说明书实施例的目的是提供一种井壁稳定性钻井优化方法、装置及设备，以解决如何在钻井施工的过程中避免井塌或井漏的问题。
为了解决上述技术问题，本说明书实施例提出一种基于井壁稳定性的钻井方案确定方法，包括：获取对应于目标钻井区域的目标地震数据；利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系；通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征；利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力；根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
本说明书实施例还提出一种基于井壁稳定性的钻井方案确定装置，包括：地震数据获取模块，用于获取对应于目标钻井区域的目标地震数据；目标测井数据确定模块，用于利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系；参数求取模块，用于通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征；地层临界压力计算模块，用于利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力；钻井方案构建模块，用于根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
本说明书实施例还提出一种基于井壁稳定性的钻井方案确定设备，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序指令；所述处理器，用于执行所述计算机程序指令以实现以下步骤：获取对应于目标钻井区域的目标地震数据；利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系；通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征；利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力；根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例在钻井施工之前，获取目标钻井区域的目标地震数据后，通过非线性映射关系确定出目标测井数据，从而能够利用所述地震数据预测出目标地层相应的地层岩性、应力参数和岩石力学参数等参数，进而能够基于上述参数求取相应的地层坍塌压力和地层破裂压力，以确定影响地层破裂或塌陷的地层压力范围。进而根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力对钻井施工参数和钻井液参数进行优化。通过上述方法所设计的钻井方案规避了在钻井过程中由于井壁不稳定所造成的井塌、井漏的风险，确保了钻井的成功率，减少了时间和资源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书实施例一种基于井壁稳定性的钻井方案确定方法的流程图；
图2为本说明书实施例基于测井参数预测到的地层孔隙压力的示意图；
图3为本说明书实施例基于测井参数预测到的地层坍塌压力和地层破裂压力的示意图；
图4为本说明书实施例一种基于井壁稳定性的钻井方案确定装置的模块图；
图5为本说明书实施例一种基于井壁稳定性的钻井方案确定设备的结构图。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
为了解决上述技术问题，本说明书实施例提出了一种基于井壁稳定性的钻井方案确定方法。所述钻井方案确定方法的执行主体为基于井壁稳定性的钻井方案确定设备如图1所示，所述基于井壁稳定性的钻井方案确定方法具体可以包括以下步骤。
S110：获取对应于目标钻井区域的目标地震数据。
目标钻井区域可以是需要进行钻井作业的区域。钻井作业需要对一定深度的地层进行钻取，因此在钻井的过程中可能需要穿过不同的地层。但由于不同地层之间的结构、物性特征、地层压力都存在有一定的差别，因此，往往需要针对钻井方案中所涉及的不同地层进行分别分析，以确定最优的钻井方案。所述目标钻井区域即可以涉及钻井过程中的多个地层。
目标地震数据可以是通过地震数据采集系统所采集到的地震波数据。所述目标地震数据可以是通过激发炮点后，通过设置在预定位置的检波器接收反射的地震波，从而接收到的地震波数据。
通过所述目标地震数据，可以确定各个地层的结构以及地层中的岩石特性，进而可以分析地层压力以及地层所受的应力等情况。具体的获取所述目标地震数据的方式可以根据实际应用的情况进行设置，在此不再赘述。
S120：利用非线性映射关系确定所述目标地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系。
在获取到目标地震数据之后，还可以确定对应于所述地震数据的测井数据，并根据所述测井数据求取目标地层的地层岩性、应力参数和岩石力学参数。
测井数据可以是通过钻取测井所采集到的数据。所述测井可以包括声波测井、密度测井、伽马测井等测井。通过测井可以采集对应于地层的电学性质参数、放射性参数、导电性参数
但是，由于测井数据一般是在钻井完毕后所获取的数据，而本说明书实施例是应用于钻井作业之前的钻井优化，无法直接获取相应的测井数据。
因此，在所述实施方式中，可以利用采集得到的地震数据确定相应的测井数据。由于地震数据和测井数据都可以用于反映地质构造和地层岩石类型等参数，因此，所述地震数据和测井数据之间存在有一定的关联性。可以通过分析比较所述地震数据和测井数据以确定两者之间的映射关系。
具体的，可以先获取样本钻井区域的样本地震数据和对应的样本测井数据。所述样本地震数据和样本测井数据可以是在以完成钻井作业的钻井区域所采集到的历史数据。实际应用中对于所述样本钻井区域的选取不做限制，优选的可以为所述目标区域附近的钻井区域。
当获取到所述样本地震数据和样本测井数据之后，由于所述样本地震数据和样本测井数据为基本对应于同一区域的数据，彼此之间存在一定的非线性关系，因此可以直接对其进行拟合，得到样本地震数据和样本测井数据之间的非线性映射关系。所述非线性映射关系可以用于表示所述样本地震数据和样本测井数据之间的关系。
在拟合得到所述非线性映射关系之后，即可利用所述非线性映射关系求取目标钻井区域的目标地震数据所对应的目标测井数据，并利用所求取到的测井数据完成对地层岩性、应力参数和岩石力学参数的求取。
S130：通过所述目标测井数据求取目标地层的地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征。
所述地层岩性可以用于反映地层中的岩石的岩性，即岩石类型，例如砂岩、泥岩、页岩、花岗岩、石灰岩等，从而能够根据岩石的类别确定岩石的相应特性。由于井壁一般即由岩石所构成，因此地层岩性也可以用于反映井壁的特性，从而对维持井壁的稳定性做出指导。
所述应力参数可以用于反映地层中的应力状态，尤其是可以用于反映井壁围岩的应力状态。所述应力可以指代地层在外因的作用下，其内部各个部分之间相互作用所产生的力。当物体由于外界的受力、温度、湿度等因素而形变时，其内部各个部分之间所产生的用于抵消形变效果，使物体恢复至形变之前的力即为应力。当地层岩石应力过大时，若应力得到释放则会对地层本身造成更大的破坏。因此可以通过确定对应于地层岩石的应力，判断地层岩石受影响而形变的程度和可能性。
所述岩石力学参数可以用于表示在相应的应力状态下岩石的变形以及破坏特性。具体的，例如可以是岩石的泊松比、弹性模量、内聚力、内摩擦角等参数。通过分析所述岩石力学参数可以确定地层中岩石破裂的临界压力，进而根据相应的压力确定适合的钻井方案。
在一些实施方式中，可以获取已钻区域的地震数据和地层岩性、应力参数和岩石力学参数等数据，作为样本数据，并根据这些样本数据分别拟合地震数据与地层岩性、应力参数和岩石力学参数之间的关系。相应的，在获取到目标地层的地震数据之后，可以根据拟合得到的关系，确定所述地震数据所对应的地层岩性、应力参数和岩石力学参数。
具体的拟合过程例如可以是预先构建相应的模型，并利用采集得到的样本数据训练模型中的参数，从而基于训练后的模型确定地震数据所对应的地层岩性、应力参数和岩石力学参数。具体的实施过程可以根据实际应用的需求进行设置，在此不再赘述。
具体的，利用所述测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数时，也可以预先构建地层岩性预测模型、应力参数预测模型和岩石力学参数预测模型。上述三个模型分别用于表示地层岩性、应力参数和岩石力学参数与测井数据之间关系。
之后，可以获取样本测井数据和样本地层数据。所述样本地层数据可以用于描述地层的各项性质，其中，所述样本地层数据可以包括所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数在内的各项数据，例如可以包括地层内的内聚力、内摩擦力、主应力、孔隙压力等参数。
利用所述样本测井数据和样本地层数据对所述地层岩性预测模型、应力参数预测模型和岩石力学参数预测模型分别进行训练，以使训练后的模型能够用于表示测井参数与相应的地层参数之间的关系。
相应的，在求取得到目标地层的地震数据所对应的测井数据之后，可以将所述测井数据分别输入所述地层岩性预测模型、应力参数预测模型和岩石力学参数预测模型，以确定对应于所述目标地层的地层岩性、应力参数和岩石力学参数的求取。
如图2所示，为一个利用测井参数预测地层孔隙压力的示例。从图中可以看出，基于补偿中子、自然伽马、声波时差、补偿密度等参数，对地层孔隙压力进行预测后，与实际情况下的地层孔隙压力之间具有较小的差距，从而验证了该方法求取地层孔隙压力的准确性。
上述示例只是实际应用中对地层岩性、应力参数以及岩石力学参数进行求取的示意性说明，实际应用中也可以根据需要选取其他方式通过所述测井数据完成对上述参数的求取，并不局限于上述示例，在此不再赘述。
S140：利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力。
在预测得到相应的地层岩性、应力参数和岩石力学参数之后，可以利用上述参数完成对于地层坍塌压力和地层破裂压力的计算。所述地层坍塌压力和地层破裂压力可以用于表示目标地层中的井壁坍塌或破裂时所对应的地层压力。
所述地层坍塌压力可以指代产生井塌时的压力。地层坍塌机理复杂，受岩性、钻井液、工艺等因素影响，但受岩性影响更大，泥页岩在被钻井液长时间浸泡后，更容易水化，进而坍塌井壁破裂压力可以指代在注入的钻井液过多等因素的影响下，导致目标地层内部的压力过高，地层中的裂缝扩张并延伸从而影响井壁，从而对井壁造成破坏造成井漏的情况。
当利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数求取地层坍塌压力时，可以是求取所述地层坍塌压力所对应的井壁坍塌压力当量密度，即单位面积上所承受的压力大小。所述地层岩性可以包括粘聚力参数；所述应力参数可以包括岩石水平最大主应力、岩石水平最小主应力、孔隙压力参数；所述岩石力学参数可以包括内摩擦角参数。具体的，可以是利用公式
Figure BDA0003053442440000061
Figure BDA0003053442440000062
计算井壁坍塌压力当量密度，式中，Pc为井壁坍塌压力当量密度，η为非线性修正系数，σH为岩石水平最大主应力，σh为岩石水平最小主应力，C为粘聚力，K为内摩擦角参数，α为有效应力系数，Pp为孔隙压力参数，H为垂深。
当利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数求取地层破裂压力时，所述应力参数可以包括地层水平最大主应力、地层水平最小主应力、孔隙压力参数；所述岩石力学参数可以包括内摩擦角参数和岩石抗张强度。具体的，可以是利用公式Pf＝3σh-σH-αPp+St计算井壁破裂压力，式中，Pf为井壁破裂压力，σh为岩石水平最小主应力，σH为岩石水平最大主应力，α为有效应力系数，Pp为孔隙压力参数，St为岩石抗张强度。
如图3所示，是一种基于上述参数预测地层坍塌压力和地层破裂压力的示意图。可以看出，上述实施方式较好地对不同地层的地层破裂压力和地层坍塌压力进行了模拟，从而较为精确地限定了不同区域的井壁在稳定时地层压力所处的范围。
上述实施方式只是给出了求取地层坍塌压力和地层破裂压力的示意性说明，实际应用中还可以根据需求利用其他方式求取地层临界压力，并不限于上述示例，在此不再赘述。
S150：根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
所述钻井施工参数可以用于表示实际应用中对于钻井过程的设计内容，例如，所述钻井施工参数可以包括井深、井斜角、钻井方位角、井径、钻压、转速、钻速、泵压、排量中的至少一种。所述钻井液参数可以用于表示在钻井的过程中注入地层中的钻井液的相关参数，例如，所述钻井液参数可以包括钻井液密度、钻井液粘度和切力中的至少一种。
在利用所述地层临界压力求取钻井施工参数和钻井液参数之前，可以先从样本钻井中获取样本钻井施工参数、样本钻井液参数、样本地层压力数据和样本井塌、井漏标签，样本钻井施工参数和样本钻井液参数可以是针对样本钻井进行施工时所使用的参数。相应的，所述样本井塌、井漏标签可以用于描述所述样本钻井在施工过程中是否出现了井漏、井塌事故。相应的，基于所述样本井塌与否，以及在相应的井塌下的施工参数和钻井液参数的具体数据，可以拟合得到相应的井壁稳定性预测模型。利用所述井壁稳定性预测模型可以对在不同施工条件下的塌陷状态进行确定，即根据钻井施工参数、钻井液参数以及地层坍塌压力和地层破裂压力确定钻井过程中是否会出现钻井塌陷情况。
在利用上述样本数据对所述井壁稳定性预测模型进行训练之后，可以根据所述地层临界压力，利用训练后的井壁稳定性预测模型优化钻井施工参数和钻井液参数。具体的，可以是利用所述井壁稳定性预测模型，判断在所述地层坍塌压力和地层破裂压力下，分别以候选的钻井施工参数和钻井液参数进行施工时，是否会出现井壁不稳定的事故，并在所输出的结果中筛选出钻井施工参数和钻井液参数作为最终应用的钻井施工参数和钻井液参数。
在得到所述钻井施工参数和钻井液参数之后，即可根据所述钻井施工参数和钻井液参数设计具体的钻井方案，例如具体的钻压、转速、排量，钻井液密度等内容。具体的根据所述钻井施工参数和钻井液参数确定钻井方案的方式可以基于实际应用的需求进行设置，在此不再赘述。
根据上述基于井壁稳定性的钻井方案确定方法的介绍，可以看出，在钻井施工之前，获取目标钻井区域的目标地震数据后，通过非线性映射关系确定出目标测井数据，从而能够利用所述地震数据预测出目标地层相应的地层岩性、应力参数和岩石力学参数等参数，进而能够基于上述参数求取相应的地层坍塌压力和地层破裂压力，以确定影响井塌或井漏的地层压力范围。进而根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力对钻井施工参数和钻井液参数进行优化。通过上述方法所设计的钻井方案规避了在钻井过程中由于井壁不稳定所造成的井塌或井漏的风险，确保了钻井的成功率，减少了时间和资源的浪费。
基于上述井壁稳定性钻井优化方法，本说明书还提出一种井壁稳定性钻井优化装置的实施例。如图4所示，所述井壁稳定性钻井优化装置具体包括以下模块。
地震数据获取模块410，用于获取对应于目标钻井区域的目标地震数据。
目标测井数据确定模块420，用于利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系。
参数求取模块430，用于通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征。
地层临界压力计算模块440，用于利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力。
钻井方案构建模块450，用于根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
基于上述井壁稳定性钻井优化方法，本说明书实施例还提出一种井壁稳定性钻井优化设备。如图5所示，所述井壁稳定性钻井优化设备包括存储器和处理器。
在本实施例中，所述存储器可以按任何适当的方式实现。例如，所述存储器可以为只读存储器、机械硬盘、固态硬盘、或U盘等。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。
在本实施例中，所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述处理器可以执行所述计算机程序指令实现以下步骤：获取对应于目标钻井区域的目标地震数据；利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系；通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征；利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力；根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施例描绘了本说明书，本领域普通技术人员知道，本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。

Claims (10)

1.一种井壁稳定性钻井优化方法，其特征在于，包括：
获取对应于目标钻井区域的目标地震数据；
利用非线性映射关系确定所述目标地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系；
通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征；
利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力；
根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数之前，还包括：
获取样本钻井区域的样本地震数据和样本地层孔隙压力数据；
利用所述样本地震数据和样本地层孔隙压力数据训练地层孔隙压力预测模型；
通过训练后的地层孔隙压力预测模型预测所述目标地震数据对应的地层孔隙压力；
相应的，所述根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数，包括：
根据所述地层孔隙压力、地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据之前，还包括：
获取样本钻井区域的样本地震数据和对应的样本测井数据；
根据所述样本地震数据和样本测井数据构建非线性映射关系。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测井数据求取目标地层的地层岩性、应力参数和岩石力学参数，包括：
获取样本测井数据和样本地层数据；
根据所述样本测井数据和样本地层数据分别训练预先构建的地层岩性预测模型、应力参数预测模型和岩石力学参数预测模型；
地层岩性根据所述测井数据，分别利用训练后的地层岩性预测模型、应力参数预测模型和岩石力学参数预测模型求取目标地层的地层岩性、应力参数和岩石力学参数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应力参数包括岩石水平最大主应力、岩石水平最小主应力、孔隙压力参数；所述利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力，包括：
利用公式
Figure FDA0003053442430000021
计算井壁坍塌压力当量密度，式中，Pc为井壁坍塌压力当量密度，η为非线性修正系数，σH为岩石水平最大主应力，σh为岩石水平最小主应力，C为粘聚力，K为内摩擦角参数，α为有效应力系数，Pp为孔隙压力参数，H为垂深。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应力参数包括岩石水平最大主应力、岩石水平最小主应力、孔隙压力参数；所述岩石力学参数包括内摩擦角参数、岩石抗张强度；所述利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力，包括：
利用公式Pf＝3σh-σH-αPp+St计算井壁破裂压力，式中，Pf为井壁破裂压力，σh为岩石水平最小主应力，σH为岩石水平最大主应力，α为有效应力系数，Pp为孔隙压力参数，St为岩石抗张强度。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数，包括：
获取对应于样本钻井的样本钻井施工参数、样本钻井液参数、样本地层压力数据和样本井塌、井漏标签；
基于所述样本钻井的样本钻井施工参数、样本钻井液参数、样本地层压力数据和样本井塌、井漏标签训练预先构建的井壁稳定性预测模型；所述井壁稳定性预测模型用于判断对应于钻井施工参数、钻井液参数、地层破裂压力和地层坍塌压力的钻井施工是否会发生井塌或井漏；
根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力，利用训练后的井壁稳定性预测模型优化钻井施工参数和钻井液参数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井施工参数包括井深、井斜角、钻井方位角、井径、钻压、转速、钻速、泵压、排量中的至少一种；
所述钻井液参数包括钻井液密度、钻井液粘度和切力中的至少一种。
9.一种井壁稳定性钻井优化装置，其特征在于，包括：
地震数据获取模块，用于获取对应于目标钻井区域的目标地震数据；
目标测井数据确定模块，用于利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系；
参数求取模块，用于通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征；
地层临界压力计算模块，用于利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力；
钻井方案构建模块，用于根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
10.一种井壁稳定性钻井优化设备，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序指令；
所述处理器，用于执行所述计算机程序指令以实现以下步骤：获取对应于目标钻井区域的目标地震数据；利用非线性映射关系确定所述地震数据对应的目标测井数据；所述非线性映射关系用于反映测井数据与地震数据之间的关系；通过所述目标测井数据求取地层岩性、应力参数和岩石力学参数；所述地层岩性用于表示目标地层的岩石类别；所述应力参数用于表示目标地层的应力状态；所述岩石力学参数用于表示目标地层的岩石在应力状态下的形变特征；利用所述地层岩性、应力参数和岩石力学参数计算地层坍塌压力和地层破裂压力；根据所述地层坍塌压力和地层破裂压力优化钻井施工参数和钻井液参数。
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