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摘要：深层页岩储层在水力压裂过程中常发生套管变形，严重时将导致工具卡阻、施工中断甚至井筒报废，成为制约高效开发的关键瓶颈。本文结合理论分析与三维有限元模拟，揭示了地层滑移诱发套管剪切变形的演化机制，构建了考虑地层滑移与固井状态影响的“地层–水泥环–套管”耦合模型，并引入套管曲率指标实现对变形程度的量化评估。研究发现，井眼轨迹与天然裂缝夹角越大，套管曲率与横向位移越大。通过参数优化，最大曲率降至0.2087/m，现场应用表明套管曲率较对照井降低28.8%，验证了优化设计的工程有效性。在滑移风险较高区域，低弹模量水泥或取消固井可缓解套变，但在滑移量较大时效果有限；水泥环泊松比影响较小。提高套管钢级与壁厚虽能增强抗剪能力，但存在边际效应，难以彻底消除风险。本文成果深化了对水力压裂条件下套变致因机制的理解，提出了兼具理论依据与工程实用性的多参数优化路径，为页岩气井井筒完整性设计与套变防控提供了参考。
文章目录
0 引言
1 滑移机理及材料本构模型
1.1 滑移机理
1.2 材料本构模型
2 三维地层滑移模型
2.1 模型建立
2.2 模型验证
3 套变影响因素分析
3.1 裂缝角度对套变影响
3.2 水泥环性能对套变影响
3.3 套管强度对套变的影响
3.4 多因素分析
3.5 现场应用与验证
4结论
