分层注水技术对非均质多油层油藏的开发起到了重要作用。但目前国内水井利用率、分注率和层段合格率较低,分注管柱有效寿命较短。分注管柱蠕动会使封隔器解封失效,从而导致欠注和超注。为了提高注水效果,延长管柱的工作寿命,有必要对分层注水管柱力学行为分析和工况诊断方法进行研究。　　 论文考虑了井筒稳态传热过程和地层非稳态传热过程,考虑了传导和对流热阻,建立了注水井筒温度场模型,为精确求解管柱温度效应变形量提供数据。选用微元体法进行管柱力学分析,考虑了井眼轨迹、管柱屈曲、管内液体压力等因素的影响推导出三维弯曲井眼中管柱轴向力微分方程。分析了水力锚、水力卡瓦、封隔器、底阀、管柱伸缩补偿器等井下工具在不同工况下对管柱力学行为的影响,在此基础上修正了微元体法计算结果,为分层注水工况诊断提供了依据。对现有的封隔器失效判断方法及载线验封技术进行了改进,建立了封隔器损坏程度计算方法,分析了封隔器漏失量、水嘴流量与封隔器损坏程度的关系。分析了封隔器失效、油管漏失、底阀漏失、水嘴脱落、水嘴刺大、水嘴结垢堵塞、水嘴堵死、地层压力上升、地层压力下降、地层吸水能力上升、地层吸水能力下降等典型工况下注水指示曲线变化情况,并进行数据拟合得到分层曲线特征值,以此为基础建立了比较完善的分层注水工况诊断方法。编制了分层注水管柱力学分析及工况诊断程序,该程序可以计算井筒温度和压力分布、管柱轴向受力及变形,并可以进行分层注水工况诊断。采用实例对程序功能进行了测试和分析,其功能能够满足现场应用要求。