储层出砂在射孔炮眼附近形成空洞,空洞的形成改变了射孔段套管的载荷,加剧了射孔段套管的应力集中以及射孔段套管所受外挤载荷的非均匀性。随着空洞持续扩大和储层压实作用,射孔段套管将承受轴向压力作用,并出现轴向失稳弯曲,加大了射孔段套管毁坏的风险。为此,本文主要考虑储层少量出砂、大量出砂及套管外部形成空洞的不同形态,分析了射孔段套管的载荷和强度安全性。首先,简要分析储层出砂压实机理、储层出砂压实引起套管损坏机理和出砂压实段射孔套管的空洞形态。随后,通过分析储层出砂压实对套管轴向力的影响,考虑不同出砂程度在套管外围形成空洞的大小、形状,分别建立套管出砂形成空洞的三维有限元力学分析模型,考虑轴向压力、内压和外压对套管的联合作用,考虑不同出砂程度有限元模型的加载面积与形式,得出不同空洞大小、不同出砂程度和出砂分布对射孔段套管强度安全性的影响;得出不同生产压差及改造压力与射孔参数和射孔套管等效应力间的关系,并确定出砂压实段射孔套管的临界压差。为了直接求得套管的抗挤强度,将未射孔套管作为轴对称的圆柱壳体,将射孔套管孔边应力求解作为无限大圆柱壳体的孔口问题,运用板壳理论分析了弯矩和压差作用下未射孔套管抗挤强度计算公式和射孔套管孔边应力分布公式,并用有限元分析进行了验证,得到压差作用下套管孔边应力理论解和有限元解很吻合,误差仅在1.12%以内。分析表明本文给出的未射孔套管抗挤强度分析计算公式和射孔套管孔边应力分布计算公式可以辅助工程研究。