目前油气钻井的难度、深度不断增加,特别是高压高产气井的钻井,井眼的压力大、温度高,发生溢流频繁,井控问题突出。我国西北部油田在勘探开发过程中,很多地区因井深、钻井周期长、使用铁矿粉加重等因素常导致套管磨损乃至磨穿。固井质量差会导致水泥环缺失,造成套管承载能力降低。如果套管磨损和水泥环缺失引起的抗内压强度降低到一定程度,发现溢流不能有效实施关井、压井操作,给井控作业的安全构成严重威胁。文中论述了套管磨损的主要特点和机理,根据磨损特点及西北油田常用的套管类型,建立了磨损套管的有限元模型;利用有限元分析软件计算了不同类型、不同壁厚、不同磨损量、有无水泥环及水泥环缺失条件下,磨损后套管的剩余抗内压强度。构建了一套研究磨损后套管的剩余抗内压强度的实验装置,完成了不同磨损量和不同水泥环缺失角度下套管的剩余抗内压强度实验,并结合有限元计算与分析,得到相关的抗内压强度变化规律。通过对水泥环缺失条件下的实验研究和有限元计算,发现水泥环缺失一定角度会产生应力集中,套管抗内压强度会比无水泥环保护时更低,不但不能增强套管的抗内压能力,反而降低了套管的抗内压强度。对常用压井方法下的套管的受压进行了计算,分析了不同压井方法下套压的变化规律和套管磨损处的受压规律,绘制压井施工曲线,优选了压井方法。结合却勒102井压井案例分析,分析、计算了不同压井方法对井控安全的影响。文中对套管发生磨损后如何优选压井方案的研究,是本文的一个创新,提出了将磨损处套管剩余抗内压强度列为压井最大许用套压设计的一个准则。本文采用所设计的实验设备和方案,对套管抗内压强度进行实验研究,是一次全新的尝试;特别是通过对水泥环缺失套管抗内压强度的实验研究和有限元计算分析,发现水泥环缺失一定角度产生应力的集中和套管磨损联合作用时,对套管强度和井控安全影响巨大。