在水平井压裂施工作业过程中,保持套管-水泥环-地层固结体完整性尤为重要。本文在水平井完井时的地应力分布状态基础上,基于弹性力学理论,建立了交变压力作用下,套管-水泥环-地层固结体胶结界面受力模型。根据ABAQUS有限元模拟软件进行固结体胶结面接触压力大小研究,并将模拟结果与计算结果做误差对比,得到固结体胶结界面接触压力大小与各参数大小的变化规律。基于最大切应力理论准则,建立了在交变压力作用下,固结体二界面裂缝扩展长度计算模型,并以现场某区块实际数据为例,计算分析了二界面裂缝扩展长度与各参数大小的变化规律。基于相似理论,开展了基于夹持器装置的物模试验,并将实验结果与理论做误差对比分析,进一步验证理论计算与物模试验的准确性,研究结果对进行交变压力施工作业时,提高压裂施工效果及保证套管-水泥环-地层固结体完整性具有重要意义。本文的主要研究内容有:首先,基于固井作业完成时的套管-水泥环-地层固结体力学模型,建立了交变压力作用下,固结体胶结界面受力模型,得到了在交变压力作用下的固结体一、二界面接触压力的计算公式。其次,基于长庆油田某区块现场实际数据,采用ABAQUS有限元模拟软件进行模拟,并将模拟结果与理论计算结果进行误差对比分析,得到固结体一、二界面接触压力随各个参数大小变化规律,验证理论计算与有限元模拟的准确性。再次,基于最大切应力理论准则,建立了交变压力作用下,固结体二界面裂缝扩展长度计算模型,并以长庆油田某区块现场实际数据为例,计算分析得出了固结体二界面裂缝扩展长度与各参数大小的变化规律。最后,基于相似模型理论,开展了6组基于夹持器装置物模试验,将实验结果与理论结果做误差对比分析,验证理论计算与物模试验的准确性。