关于疏松砂岩油气藏固液两相高压挤注条件下水平井管外地层岩石破坏机理与模式判别，以及塑性挤压破坏充填机理与动态模拟的研究较少，尚未形成系统的理论与技术。论文针对上述问题开展系统的研究工作。建立了根据测井资料全面计算岩石力学参数沿水平井井身轨迹分布规律的模型及方法；根据岩石风化原理，建立了疏松砂岩储层近井岩石强度的衰减规律预测模型，通过衰减因子表征生产时间及出砂量对岩石强度的影响程度。研究并完善了计算任意倾角井筒周围地应力分布的计算模型。由于井身轨迹的不规则性和非均质性，对于疏松砂岩油气藏水平井管外砾石充填设计与模拟，考虑地层岩石力学参数及地应力随井身轨迹、生产时间的变化是十分必要的。论文提出了将疏松砂岩地层高压挤注条件下水平井管外地层岩石裂缝开裂延伸和塑性挤压变形两种破坏模式，研究建立了一套管外地层破坏模式的判别模型和方法，可以预测两种模式的破坏条件并进行具体界限计算，以及根据沿井身轨迹岩石参数及地应力变化计算临界破坏压力剖面从而进一步预测初始破坏位置。分析了疏松砂岩高压挤注条件下水平井管外地层塑性挤压变形机理及过程。将水平井近井地层分为弹性区、压实区和填充区，根据Mohr-Coulomb准则以及平面应变轴对称理论，建立了疏松砂岩高压挤压充填模拟模型及压实区尺寸的计算方法，并考虑了井周应力的非均匀性对管外破坏形态的影响。模型可以准确描述地层塑性挤压充填后的破坏形态。论文建立了倾斜井筒条件下的水平井管内砾石循环充填过程与时间相关的数学模型，用于可视化模拟有沉积砂床条件下的水平井管内砾石充填过程。针对水平井管外挤压砾石充填过程中携砂液的排量必须使得管内的砾石颗粒在携砂液中全悬浮的要求，通过模型研究及实验手段得到了准确的计算水平井全悬浮携砂临界条件的经验模型，为水平井的管外砾石充填砂比及排量工艺参数设计提供基础和依据。论文分析了水平井管外管内砾石充填技术的机理及施工工艺；研制开发了水平井砾石充填模拟与设计软件系统，并进行了应用分析。