塔里木油田玉科区块的油气资源开发,在工程上遇到最大的困难就是石炭系盐膏层的套损问题,这给油气生产带来极大的影响和损失。因此研究盐膏岩地层套管的受力及损坏问题对于合理设计井身结构、确定需用套管钢级壁厚以及后期预防套损发生具有重要意义。本文以解决玉科区块石炭系盐膏层套损问题为目标,在大量文献调研的基础上,结合室内岩石力学实验、理论分析和数值模拟,得出以下结论:(1)对于较高应力、较低温度的石炭系盐膏岩地层,盐岩的蠕变机制属于位错滑移机制,应选择Heard蠕变模型。(2)通过三轴岩石力学实验、XRD矿物衍射分析实验和蠕变实验,得到了相关岩石力学特性参数、盐岩矿物组成成分以及盐岩蠕变规律,拟合出了蠕变本构模型参数值,为接下来的计算模拟提供了基础数据。(3)通过FLAC3D软件对组合体中套管的受力情况进行了分析,认为套管的最大Mises等效应力处于动态变化过程,蠕变初期快速增加,到达峰值后逐渐降低最终趋于平衡;套管在最大地应力方向受挤压变形,在最小地应力方向受拉伸变形。(4)地应力的不均性程度会改变套管最大等效应力的峰值,但最终结果相差不大;水泥环的螺旋形缺失会造成套管局部的应力集中,尤其是缺失90°~270°时,套管等效应力会急剧增大。(5)提出井身结构改进方案,在二开盐层段下入高钢级的厚壁套管(TP140V26.24mm),并在其上面的套管内部悬挂P110尾管以形成复合套管结构,进一步增强套管的整体抗外挤能力,经过校核,新井身结构满足盐层段套管抗拉、抗压及抗外挤要求;钻井液体系使用饱和盐水钻井液或者油基泥浆;密度上限提高到1.70g/cm~3。