套管损坏给油田造成了巨大的经济损失，这是一个迫切需要解决的重要问题。它与套管所承受的载荷大小有关，套管载荷的大小与地应力场密切相关。 首先，本文研究了套管－水泥环－地层弹性系统在非均匀地应力作用下的边值问题，给出该系统位移场和应力场的解析解及其套管载荷的理论解。套管的径向压力载荷有余弦函数的形式：σ<,n>=S<,1>+S<,2> cos2θ，切向载荷有正弦函数的形式：τ<,n>=S<,3> sin2θ，并分别给出了套管一地层弹性系统和套管一水泥环一地层弹性系统载荷参数S<,1>，S<,2>，S<,3>的解析表达式。水泥环对套管载荷的影响取决于水泥环与地层材料差异系数、水泥环厚径比以及地层与套管的刚度比三个因素。其中刚度比起着重要作用，当刚度比λ≥1-2ν，(ν为水泥环泊松比)时，用较高弹性模量的水泥固井可以降低套管载荷。当刚度比λ<1-2ν时，用较低弹性模量的水泥固井可以降低套管载荷。一般情况下，增加水泥环的厚度可以降低套管载荷。水泥环与套管光滑接触情况，基本上是均布载荷。 其次，本文在弹性系统的基础上，进一步把套管、水泥环和地层看作弹塑性体，首次推导出均匀地应力条件下地层进入塑性或者套管进入塑性的套管载荷的理论解。即当只有地层进入塑性时，套管载荷比弹性解大；当只有套管进入塑性时，套管载荷比弹性解小。开发了弹塑性有限元程序，研究了复杂条件下的套管载荷。在非均匀地应力条件下，当地层进入塑性时，套管的径向压力载荷为椭圆形分布，比弹性解大，套管的切向载荷和弹性解大致相同，塑性区的形状是椭圆。当水泥环进入塑性时，套管载荷比弹性解大，提高水泥环的内聚力和摩擦系数以及降低水泥环的弹性模量，能够降低套管载荷。 再次，本文把地层和水泥环看作孔隙弹性体，套管为弹性体，开发了孔隙弹性力学有限元程序，并且用该程序研究了注水引起的套管载荷，发现套管最大载荷是瞬态问题的稳定解，故在孔隙弹性介质条件下，套管的最大载荷可以通过求解稳态边值问题得到。在地层体应变随时间变化很小的情况下，地层弹性变形对孔隙压力和套管载荷的影响可以忽略不计。 最后，本文提出了由套管变形资料估算测点地应力和反演储层应力场的方法：1)根据API标准确定套管挤毁压力，根据地应力和挤毁压力的关系确定测点平均地应力。2)根据套管一地层系统的弹性分析结果，给出柔度比、位移比和应力比的关系。柔度比是由系统本身决定的，位移比是由套管变形资料计算出的，由位移比和柔度比确定应力比，再结合平均地应力，估算测点的非均匀地应力。3)以得到的测点地应力作为基础资料，利用有限元和最小二乘法，反演储层区域应力场。本文利用该方法和大庆葡北储层二断块的套管变形资料反演了该区域的三维应力场，其结果为分析该区域套管损坏提供了判断依据。该方法为缺乏实测应力资料区域反演应力场提供了新途径。