水平井具有生产压差小、泄油面积大的特点,能有效减缓水气锥进,提高油气井产量和采收率而被广泛采用。本文针对水平井的油藏稳态渗流与井筒内流体流动,建立了裸眼水平井变质量流与底水油藏渗流耦合模型。根据耦合模型研究了完井参数对入流剖面、产能指数、井简压降等的影响规律。在此基础上,结合多目标最优化理论,对底水油藏水平井垂向位置进行了优化研究,为水平完井产能参数的优化提供了理论基础。得到以下研究成果:　　 针对各向异性、均质板状底水油藏的单相渗流模型,把裸眼井看作线源,利用数学物理方法中的格林函数和源函数法、纽曼乘积法、叠加原理、拉普拉斯变换等方法,同时考虑了地层污染和非达西流引起的附加压降,推导出了板状底水油藏中裸眼水平井的压降模型。利用压力和质量的连续性原理,建立了油藏渗流和水平井筒流体流动的耦合模型。　　 在油藏渗流和井筒耦合模型的基础上,得到水平井产能公式,分析了完井参数、井筒壁面、地层污染和非达西流对裸眼水平井产能的影响。水平井筒长度逐渐增加,则产能指数逐渐增加,井筒端部入流量受地层污染和非达西流影响明显。　　 底水油藏水平井垂向位置是影响水平井开发效果的重要因素。利用有限Fourier正弦变换和源函数理论求解三维稳态渗流方程,得到了圆柱形底水油藏水平井的产能、临界产量和见水时间公式。以水平井垂向位置为决策变量,建立了以其产量、临界产量和见水时间为目标函数的多目标优化模型,实例计算得到水平井在底水油藏中的合理位置约为油藏厚度的4/5。这为水平井开采底水油藏的优化设计提供了理论基础,对实现水平井的稳产及延长无水开采期具有重要的理论和现实意义。