油套合压环空加砂压裂技术与传统的水力喷射压裂技术相比具有很多优点,但由于环空加砂压裂过程中存在将油管拉断和封隔器压裂管柱蠕动的可能,直接影响喷砂射孔和压裂过程中油管的准确定位;同时地面管线强烈的振动使得地面管线的寿命大大降低。以上问题限制了油套合压技术的进一步应用,因此有必要开展油套合压井底压力计算及管柱力学分析的研究,从而为油套合压技术的应用提供必要的指导。根据研究目的,本文共有3部分研究内容。第一部分:分别建立直井与水平井油套合压过程中直井压裂管柱封隔器与水平井压裂管柱蠕动位移计算模型,在此基础上进行油套合压管柱全过程直井油管和水平井连续油管应力及变形量计算,并提出了保证封隔器不发生移动的油管临界注入排量;第二部分:建立了地面压裂管线极限流速和许用排量模型,实现了压裂地面流程排量适应性分析;第三部分:进行实例计算与分析,指导现场试验6口井,6口井现场实施安全,符合率100%。本文针对制约油管合压环空加砂压裂技术的关键技术难题,分析油套合压全过程管柱应力状态,建立环空加砂压裂过程封隔器蠕动位移计算模型,并提出了保证封隔器不发生移动的油管临界注入排量,确保压裂层位和压裂深度的准确性,保证施工过程中管柱的安全性;通过建立地面压裂管线极限流速和许用排量模型,计算得到了不同条件下压裂管线的极限流速和许用排量,从而延长管线的使用寿命。