本文利用ANSYS有限元程序建立套管—水泥环—地层三维组合结构的仿真分析模型，模拟多种力学因素对套管承载能力的影响，指出通过水泥环提高套管抗损毁能力的途径，为固井设计提供有价值的参考。模型中建立两层岩层的结合面，分析岩层交界处因材料性质突变造成的界面效应对套管—水泥环应力分布的影响。在井壁围岩与水泥环的交界处，构造了接触单元，模拟水泥环与井壁围岩之间的滑移。处理混凝土的问题时，本文用SOLID65单元结合W-W破坏准则为水泥环建模，研究水泥环出现局部碎裂后套管的受力问题。另外，按照传统套损分析的思路，从几何结构、材料性能、地应力状态三个角度分析了套管—水泥环组合结构的承载能力，并给出优化建议。最后，编写了基于ANSYS的APDL语言的参数化分析程序和后处理程序，方便工程应用。本文的主要内容如下：　　1.建立参数化仿真分析模型，将分析过程中出现的材料常数，接触状态，几何形状和尺寸，地应力大小等全部作为参数引入模型中，当模型发生变化时，只需改变相关参数即可对应的新的分析模型。在建模过程中，解决了几何建模方案和网格划分问题对求解速度、精度和稳定性的影响，获得了一种良好的模型方案，使分析模型在材料力学参数和模型几何参数发生很大变化时，仍然能够成功的处理分析过程中出现的材料非线性、接触非线性和几何非线性问题。　　2.利用有限元分析模型，按照套损分析的思路，研究了围岩突变、井壁形状和尺寸等几何因素对套管—泥环三维结构承载能力的影响；分析水泥环—围岩的接触、混凝土材料的非线性等物理因素对套管应力分布的作用；探讨非均匀地应力等地质因素与套管—水泥环组合结构承载性能的关系。在对每一种套损因素进行分析时，都采集多个数据点进行计算，获得了大量数据进行分析比较。为了便于数据处理，还编写了数据采集程序，便于利用其他软件处理ANSYS计算获得的数据。　　3.结合仿真分析的结论，给出固井水泥环优化设计建议；编写包含前后处理过程的整套参数化分析程序，用于工程应用。