随着各国环保政策的日趋严格,天然气在全球一次能源消费中的比例逐步提高,这一现象在推行“以气代煤”能源战略的中国尤为显著,以普光、元坝和安岳（龙王庙组）等为代表的南方海相碳酸盐岩气藏的规模开发便得益于此。然而,中国海相地层地质构造具有一定的特殊性和复杂性,决定了海相天然气的生产开发面临着巨大挑战。随着四川地区海相气田的大面积投产,部分早期生产井运行时间已达到5～10年甚至更久,套管在井下长时间的服役后出现了减薄、变形、破裂甚至错断,极易引起井下复杂与安全事故。可见,气井服役套管全寿命期内的安全性必将成为长期、高效开采海相气藏资源过程中一个不可回避的难点,如何快速有效评估目标海相气藏井的套管损坏风险并对高风险对象进行失效评定,是亟待解决的关键科学问题。为此,需结合外部影响因素,系统深入的开展套管受力与失效机理分析,研究并建立海相气藏井套管的可靠性预测模型和三级失效评定方法,揭示各项影响因素对套管可靠度与安全性的影响规律,进而提出评价和预测高风险套管、隐患套管和失效套管的技术手段,为海相气藏井套管长期服役的安全性和经济性提供理论基础与保障。通过本文的研究取得如下成果和认识:（1）研究了海相气藏井套管变形原因。基于对套管失效案例的分析,研究了海相气藏井套管在地层蠕变、酸性腐蚀以及井下高温条件下损坏的机理,以地层蠕变数据为基础,分别对均匀和非均匀蠕变载荷下套管的响应展开分析,求解力学模型得到了套管应力、应变的解析解;以H2S、CO2以及两者共存情况下的腐蚀反应原理为基础,得到套管腐蚀所产生缺陷的形貌、尺寸等,为几何模型的建立提供了数据基础;针对海相气藏较高的井下温度,研究了高温导致管体金属膨胀所产生的热应力,并分析应力-应变曲线变化对材料力学性能下降的影响。（2）进行了套管评价方法分析和参数选取。通过对现有评价方法的讨论和比较,分析了评价过程中存在的问题,基于贝叶斯理论提出了评价方法优化思路;依据先验信息和贝叶斯理论,对评定模型中所涉及参数进行了筛选和范围控制,并将重要参数表达式显式化,通过敏感度分析证明了上述优化过程的合理性;建立了海相气藏井套管的受力模型,分析管体所受到的轴向载荷、内压载荷和外压载荷,得到了各载荷的定量计算方法。（3）建立了海相气藏井套管可靠性评估理论模型。列举分析了套管设计中以API、ISO为代表的抗挤强度计算标准;基于强度计算标准和Monte Carlo方法,建立了海相气藏井套管的载荷-强度干涉可靠性评估理论模型,并反演得到基于可靠度的套管安全系数设计新方法;使用模型对目标井套管的可靠度进行计算,分别评估了套管服役前的可靠性,结合实际外载时的可靠性,以及考虑腐蚀缺陷与井下温度时的可靠性,并基于可靠度对套管寿命进行预测,分析得到了各因素对可靠度的影响。（4）建立了海相气藏井套管可靠性评估数值模型。针对海相气藏井实际情况,研究含缺陷结构随机数值模拟方法,推导并建立了盐岩蠕变、温度场、应力场的数学模型;结合现场实际情况,建立了适用于海相气藏井的地层水泥环-套管三维三层有限元模型,并基于该有限元模型建立概率分析子模型,对套管服役过程中的各项因素进行了随机性分析,从而更加全面、准确的反映海相气藏井套管的实际情况;使用评估模型计算了目标井套管的可靠度,通过计算结果与套管可靠性理论模型评估结果的对比分析,发现该模型能够对海相气藏井套管进行更精确的模拟与评估。（5）建立了适用于海相气藏井套管的三级评定方法。由于无法以可靠度数值直接判定套管是否失效,为此,基于现有压力容器评定标准,探索建立适用于海相气藏井套管的三级评定方法并进行可行性论证,其中主要包括失效模式、缺陷参数、结构与材料性能参数以及载荷与应力等方面;针对海相气藏井的实际情况,定量分析服役套管的应力分布与失效模式,建立了相应的失效评定图与三级评定方法,为判断隐患套管的失效情况提供了新思路;结合实际情况建立几种型号套管在完整和存在缺陷情况下的失效评定图,并对部分套管进行了分级评定应用,与现有其他评定方法计算结果比较,验证了方法的有效性。（6）整理并建立了适用于海相气藏井套管的“可靠性评估-失效评定”总体评价方案,对四川盆地PG气田多口海相气藏井套管的安全可靠性进行评价,分别得到了相应井可靠性初评、精评以及失效评定的结果,结合工程实际验证了本文建立的“可靠性评估-失效评定”方法的合理性,最终,形成了系统评价和预测隐患套管的全新技术手段与简捷有效的工程应用方法。