在威远区块页岩气开发过程中,套管变形问题一直存在,已经成为影响该区块页岩气井压裂改造效果的一个难点问题。针对该问题,国内外很多学者对其形成机理及防治对策进行了大量的研究,但是套管变形问题始终没有得到很好地解决。威远区块套管变形原因主要是由于页岩地层在水力压裂作用下产生的不均匀剪应力场使页岩地层沿着天然弱面滑移,地层滑移后会使套管发生剪切错断,且滑移剪切量多为厘米级。本文针对威远区块出现的大规模页岩气井套管变形问题,开展了相应的物理模拟实验,希望通过室内模拟实验的手段揭示威远区块套管变形的规律,进而为现场提供套管变形的理论防治方法及建议。论文首先对威远区块页岩气井套管变形的工程地质因素进行了统计分析,研究了该区块套变发生的位置特征、形态特征、套变点附近的地层特征以及套变点处的固井质量特征。综合分析认为威远区块页岩气井套管变形机理:一是由于压裂作用下页岩层膨胀抬升导致地层滑移从而剪切套管;二是因为压裂液浸入到层理面之后,导致层理面间的正应力和摩擦系数降低,进而引起页岩层的滑移导致套管变形。其次,开展了龙马溪组页岩岩石力学参数试验,测定了与层理方向成不同角度的岩心在单轴、三轴实验条件下的抗压强度、弹性模量以及泊松比,为后续页岩气井套管变形物理模拟实验提供基础数据。最后,基于非常态相似理论确定了岩层间滑移物理模拟实验的室内模拟地层参数,设计了一套室内物理模拟实验装置,并利用该装置开展了威远区块页岩气井套管变形物理模拟实验。结果表明:地层滑移量主要与距地层形变中心的距离有关,即与距水力压裂点的距离有关,且滑移量在距离水力压裂点70-80m处达到最大;不同的地层厚度以及不同的地层埋深影响着地层滑移量的大小,当套管穿过层厚较大的页岩地层时,剪切变形量要比厚度小的地层大;当套管在纵向上穿过地层发生多段套管变形时,其上部剪切变形的程度要大于下面部分。同时基于物理模拟实验参数进行了数值模拟计算,结果表明物理模拟结果与数值模拟结果基本吻合,平均符合率为93.76%。