本文首先研究了低渗透油井产能规律，考虑到低渗透油层的渗流规律不服从达西定律的特殊性，从低渗透油藏的特点及气液两相渗流的经典公式出发，推导出抛物线形的低渗透油井产能计算新公式。 然后，采用基于第二种边界条件的三次样条插值研究了井身轨迹的描述方法。 最后，根据经典的静力学分析建立了定向井抽油杆柱拟静态三维力学模型，给出了抽油杆柱三维力学平衡方程和弯矩平衡方程，对于杆柱上每个单元的载荷和应力结合边界条件使用力学上的位移约束法递推求解。该模型同时考虑了杆柱法向载荷和轴向载荷以及初始弯矩对于抽油杆柱形变的影响，可以快速计算出杆管之间可能的接触以及摩擦力。使用该模型，可对有杆泵定向井进行相关设计计算，包括杆柱受力状况校核、杆柱与扶正器位置设计、抽汲参数设计等。 按照以上研究思路，本文从研究低渗透油田流压与产能的变化规律开始，确定合理流压及合理沉没度，进而确定下泵深度；优选冲程、冲次、泵径等生产参数；进行定向井抽油杆柱力学分析研究，优化抽油杆柱组合；研究定向井抽油杆扶正优化，结合现场钻井的井眼轨迹，进行个性化设计；最后编制定向井机采系统机、杆、泵优化软件，并在现场推广应用200多井，取得了较好的效果。