页岩储层开发过程中主要采用水平井和多级压裂技术，其水平段较长易导致套管偏心，进而影响到井筒水泥环密封完整性。为此，基于多级压裂过程中套管内压多次升高和降低的实际情况，建立了套管偏心条件下、循环加卸载作用下微环隙产生和发展的数值模型，基于Mohr-Coulomb准则和损伤理论，计算了多级压裂过程中循环载荷作用下水泥环内边界处累积塑性应变以及微环隙宽度，分析了偏心距、偏心角对于微环隙发展的影响。研究结果表明：相比于套管居中条件，套管偏心后同等循环次数下微环隙宽度更大，增大了水泥环密封完整性失效的风险；随着偏心距的不断增加，最大塑性累积应变区域发生变化，且微环隙宽度不断增加；当水平最小主应力低于垂向地应力时，且循环加卸载次数高于一定值时，随着偏心角的不断增加，微环隙宽度不断降低，且降幅不断增加。研究结果可为多级压裂过程中井筒密封完整性的预防和控制提供参考。