页岩油气的开采需要进行大规模的压裂,这样高强度的施工会对套管造成严重的损坏。因此分析页岩水平井水平段套管的受力及应力分布情况,对于预防套管损坏有十分重要的实际意义。本文基于数值模拟方法结合套管受力情况,进行了以下内容的研究:(1)分别计算垂直段和水平段套管在下入过程的摩擦力和轴向力,并基于软杆模型和刚杆模型计算弯曲段套管在下入过程的摩擦力和轴向力。结果表明:套管的轴向载荷随着井深的增加而减小;随着井深的增加,摩擦阻力在造斜段之前可很小,造斜段之后,摩擦阻力逐渐增大。(2)应用ABAQUS有限元模拟软件,模拟在压裂过程中某些因素对套管应力的分布的影响。结果表明:随着温差的升高,最大温度应力几乎呈线性增加,地层温度每变化1 ~oC,作用在套管上的应力改变2Mpa;在不均匀载荷下,套管所受的最大等效应力明显增大,并且套管的径向应力分布不均匀。(3)应用ABAQUS有限元软件,模拟分析温度和不均匀载荷耦合因素对套管应力分布的影响规律。结果表明:温度和不均匀载荷耦合模型套管的应力分布差异较大。套管呈现两截面端受力小,中间段受力大的特点,并且中间段套管的径向截面受力不均匀,因为应力的不均匀分布,导致套管发生了椭圆变形。(4)在考虑实际套管内压、温度和不均匀载荷作用下,分析套管应力分布规律。研究表明:整个套管总体受力较大,相位角相差90度的两个轴向平面应力值差异很大,使套管发生椭圆变形。