在水平井、大位移井、超深井等复杂井工程中,难免遭遇复杂井况和井下事故,特别是套管磨损严重,导致井筒不完整性问题。套管磨损后套管承载能力降低,给后续钻井、完井、生产及修井等作业均带来较大影响。严重的套管磨损还会导致套管挤毁、变形及泄漏等井筒完整性失效,甚至使整口井报废,造成巨大的经济损失和环境破坏。因此,能否准确地预测复杂井况下套管磨损状态,对复杂油气井工程安全作业与井筒完整性具有重要的实际意义。针对套管金属材料磨损机理及能量耗散问题,对套管金属材料磨损机理进行了试验研究,并对White和Dawson的套管磨损效率模型进行修正,分别给出常规形态钻柱、正弦与螺旋屈曲形态钻柱及涡动形态钻柱的套管磨损效率模型。针对套管磨损深度预测问题,将复杂井况套管磨损深度预测问题分成套管复杂井况和钻柱复杂井况两大类。针对套管复杂井况,分别建立了基于套管内偏心和基于套管椭圆度的套管磨损深度预测模型。针对钻柱复杂井况,分别建立了基于钻柱正弦屈曲、钻柱螺旋屈曲、钻柱涡动等三种复杂井况的套管磨损深度预测模型,同时建立了复合套管磨损深度预测模型,对相关影响参数进行了探讨,结合油田现场提供的数据,用不同的模型对套管磨损深度进行了预测分析。针对套管磨损位置预测问题,基于井下三维井筒曲面,建立了考虑钻柱正弦屈曲和螺旋屈曲的复杂井况套管磨损测深位置预测模型。同时,基于套管椭圆度对某一套管磨损测深位置的套管磨损工具面接触位置角的影响,对前人所建立的预测模型进行了修正,建立了修正后的套管磨损工具面接触位置角预测模型。对于具有内偏心的套管,建立了套管磨损工具面接触位置角风险范围预测模型,并给出了带内偏心套管的“安全区”和“危险区”的相角表达式。针对磨损后套管剩余强度预测问题,基于ABAQUS的有限元方法,对复杂井况磨损套管的剩余抗挤强度和剩余抗内压强度进行有限元建模,对相应的影响参数及其影响规律进行了探讨,可为复杂井况磨损套管剩余强度评估提供指导。