在油气井钻井作业期间,固井是举足轻重的一个环节,在固井注水泥完成以后,油井的开采寿命和后期效益受套管和水泥环界面胶结性能的优劣所影响。套管水泥环胶结面是界面完整性的重要组成部分,研究套管水泥环界面更是从根本上提高固井质量的一项基础性工作。在后续的增产作业中,良好的套管水泥环界面胶结性能有利于采取更多样化的措施,以达到延长油井的开采时间。如果套管水泥环界面胶结性能效果不甚理想而导致封固系统失效,可能会导致环空窜流等严重问题,例如“12.23”事件,究其根本原因就是在固井作业后酸性气体侵蚀水泥环而导致胶结质量变差,发生气窜。目前由于层系划分较细,产层及隔层非常薄,为了提高油气采收率和产量,还要采取一系列增产措施,例如：射孔、酸化压裂、高压注水、注入蒸汽等等,再加上地层载荷等多种因素会对套管水泥环产生附加载荷,使之产生套管的错断和变形等套管损伤情况,会使套管水泥环界面胶结性能发生变化,过高的载荷条件下,可能会造成套管水泥环界面产生裂纹,界面脱开等状况,因此对套管水泥环界面的胶结性能要求也越来越高,对固井界面的胶结质量也就提出了更高的要求。本文在对影响套管水泥环界面性能的因素进行深入调研的基础上,从套管几何参数及力学性能、水泥浆设计、工程因素以及地质因素四个方面出发,分析对套管水泥环界面性能造成影响的因素。研究重点是在分析热采井注蒸汽套管和水泥环损伤、套管微环空产生机理的基础上,基于弹性力学理论建立套管的热应力数学模型、套管水泥环接触面的力学模型以及水泥环地层的热应力模型,再通过热应力和压应力叠加,得到在注汽条件下套管、水泥环的受力情况。利用ANSYS模拟实际工况,将温度作为载荷施加到结构分析中,得到在实际工况中注入蒸汽过程中的套管、水泥环及地层的应力分布,由此判断套管、水泥环本体是否发生失效行为,套管水泥环界面性能是否因为材料本体的破坏而发生胶结失效。文章还推导出了套管水泥环微环空的计算公式,提出了改善套管水泥环界面胶结性能的有效途径,这对于分析和解决目前套管水泥环界面胶结质量问题具有一定的指导意义及应用价值。