油气储层地质环境复杂,断层分布较多,泥岩夹层厚度分布不均。在多年循环注水开发过程中,高压注水导致油田有效应力下降,断层活动加剧,泥岩夹层蠕变变形逐渐增大导致油田内套管剪切破坏较多,经济损失较大。因此,套管损坏机理及防控措施研究成为了油田开发中需要解决的重要问题。本文通过对套管破坏原因分析与总结,探讨断层滑移和泥岩蠕变过程中套管应力变化及引起的剪切破坏。同时结合油田的实际套损情况,进行模拟研究,找出主要因素,为油田中降低套损率提供相应的建议。(1)分析总结套管剪切破坏判据及破坏原因,获得套管剪切破坏的工程判据,讨论了地质因素与工程因素对套管剪切破坏的影响。(2)建立含有断层破碎带的有限元模型,分别研究断层类型、断层倾角、断层厚度等因素对套管剪切应力变化的影响。复合断层对套管剪切破坏要比单一断层严重;断层倾角越大,套管剪切应力越大;断层破碎带厚度与套管剪切力大小成反比。(3)改进西原模型,建立含水量影响下的泥岩蠕变本构方程。选取实际油田井网参数,建立数值模型,改变注采比来调节泥岩的含水量,模拟不同参数下套管剪切力的变化。结果显示,含水量越大,泥岩蠕变速率越大,层位之间位移逐渐增大,套管所受剪切力越大。(4)通过升平油田实际地质与注采参数,选取典型的S142和S177两个区块,分别模拟断层滑移与泥岩蠕变对套管剪切应力变化的影响研究,并提出了相应的防控措施。两区块模拟结果与历史采收率拟合较好,数值模拟结果符合生产历史规律。S142区块断层附近剪应力集中,附近套管剪切力较大;S177区块泥岩层与非泥岩层相交区域位移较大,随着注水的进行,泥岩蠕变导致对套管剪应力逐渐增大。本研究对油田套管损坏的流固耦合分析提供了理论基础,对实际油田套管损坏分析与套管防控有十分重要的意义。