注水井井下温度场(井筒和地层)分布的研究是注入剖面井温测井理论基础，也是油藏描述和油藏数值模拟的一个重要组成部分。本文研究的对象是竖直圆管内(井筒)和多孔介质中(注入层和围岩)的传热问题。通过对注水井井下传热机理深入细致地分析，建立了一个具有多层注入，井筒和地层带耦合联立求解的井下温度场模型。井下温度场的研究，可以为注入剖面井温测井定量解释提供理论依据，通过对不同注入条件和地质条件的模拟，对注水方案提出合理性建议。 本文在连续介质的守恒方程基础上，结合渗流力学、多孔介质的传热理论，推导出多孔介质中的守恒方程(连续方程、动量方程和能量方程)。在建立井下温度场模型时，把井筒的传热看作是竖直圆管中传热问题，把井筒的流动看作是充分发展的层流流动；把注入层中的传热看作是多孔介质中导热和对流的传热问题，把注入层中的流动看作是渗流；把围岩中的传热看作是多孔介质中导热问题。在此基础上，结合油藏注水开采多层注入的实际情况，构建起井筒和注入层、井筒和围岩以及注入层和非注入层之间的动态耦合边界条件。把井筒和地层的温度分布有机结合起来，建立起一个封闭的具有初边值条件的守恒的方程组系。 本文利用交替方向半隐式差分格式ADI对所建立的井下温度场模型进行求解。模拟不同注入时间、不同关井时间、不同注入速度、不同注水温度、不同围岩、不同饱和度、不同孔隙度等多种注入条件和地质条件下并下温度分布的情况。并对模拟的结果进行分析，从中可以得出：短期热注、提高注水速率、选择合适的关井时间等可以提高温度测井对注入剖面的识别能力；另外在进行井温测井解释时，一定要注意孔隙度、饱和度以及围岩岩性对温度剖面的影响。在注水方案中，短期、快速、热注是改变当前温度测井曲线对注水剖面反映不明显或不能反映注水情况的一个比较经济合理的方法。