疏松砂岩油气藏管外充填防砂技术主要包括塑性挤压充填和压裂充填两种模式,两种充填模式的选择取决于对施工条件、地质情况的综合判断。但长期以来对于高压挤注充填条件下疏松砂岩地层的破坏机理认识不透彻,对破坏模式没有建立系统的识别方法,理论研究与实际应用脱节,导致工艺技术和施工参数不甚合理,影响了高压管外充填一体化防砂技术的进一步发展。本文综合考虑高压挤注条件下疏松砂岩地层的复杂变形过程,建立了高压挤注条件下疏松砂岩地层应力分布规律的多孔介质模型,并将其推广到任意井身结构的定向井或水平井。考虑高压挤注充填条件下携砂液瞬态温度效应,探讨热应力对挤注条件下疏松砂岩岩石破坏模式的影响。结果表明,携砂液的瞬态温度效应对地层破坏临界值及地层破坏形态的影响较小,工程计算中可以忽略不计。本文在继承前人研究成果的基础上,将疏松砂岩地层岩石划分为脆性岩石、韧性岩石和可压缩性岩石三种类型,分别分析了三种岩石宏观破坏差异性在岩石力学特性方面的表现。从岩石本身特性和人为因素两个方面阐述了高压挤注条件下疏松砂岩地层破坏形态的影响因素。通过分析认为脆性岩石一般服从拉伸破坏准则,韧性岩石受剪切破坏准则的控制,而可压缩性岩石则受到压实破坏机理的控制。基于弹-理想塑性本构模型分析高压挤注条件下韧性岩石的破坏模式,建立了韧性地层破坏后地层形态的判别方法、韧性岩石的破坏临界值计算方法、人工裂缝启裂临界压力计算方法和裂缝延伸压力计算方法。通过模拟计算和矿场实际数据分析表明:Mohr-Coulomb模型能较好的反映地层的剪切破坏过程,韧性地层高压挤注条件下形成有效人工裂缝的前提是井壁处径向应力为中间应力,否则,地层周围将产生较为均质的剪切破碎带,无法形成压裂剪切裂缝。在分析高压挤注过程中可压缩性岩石微观变形规律的基础上,应用修正剑桥模型建立了高压挤注条件下可压缩性岩石的井底塑性破坏临界压力值计算模型,以及一定压力条件下的井底塑性压实破坏半径预测方法。通过模拟研究表明:地层应力非均质性是导致疏松砂岩可压缩性岩石压实破坏非均质性的根本原因,压实破坏临界井底压力及塑性压实破坏半径随着井周角的变化呈现周期性的变化规律,在最大主应力方向上的岩石首先发生压实破坏,井底压力越大,塑性压实破坏半径越大。论文的研究成果对于进行地层压裂充填可行性分析以及高压挤注充填参数的设计具有重要的借鉴意义,对于未来形成一体化挤注充填现场施工技术提供了基础和条件。