目前的套管柱强度设计方法和行业标准主要关注了建井过程中的载荷及强度问题,随着越来越多的深层和深水高温高压气层的开发,高温高压气井逐渐增多,这些井在长期生产过程中往往出现环空带压情况,使得井筒套管所承受的载荷增加而超过原来的设计载荷,从而导致套管挤毁和井筒完整性失效,如何评价高温高压井环空带压条件下套管的安全可靠性成为了石油工程领域关注的新问题。本文在分析高温高压气井环空带压机理及特征的基础上,利用理论分析和数值模拟的方法重点研究了环空带压条件下井筒套管的载荷特性并建立了套管载荷计算方法;在进行了套管缺陷对强度的影响分析和高温高压对套管强度和性能影响实验的基础上,对比分析了现有套管设计标准中套管强度计算方法的准确性,推荐出了合理的套管强度计算模型;在载荷和强度分析研究的基础上建立了高温高压井环空带压条件下套管强度安全可靠性评价方法;结合南海高温高压井的实际情况对该区域油气井长期服役过程中的套管强度可靠性进行了评价,并提出了确保强度可靠的控制措施。为高温高压气井套管强度评价和设计提供了新的手段。