随着水平井技术的不断进步,水平井井数大幅度增加,水平井射孔完井的研究工作越来越引起重视。但在水平井射孔完井过程中,存在着射孔成本高、易引发底水脊进等问题。本研究以减少射孔成本、降低射孔对套管损坏程度、防止底水脊进、提高射孔水平井产能为目标,通过对水平井常规射孔完井设计模型的计算与分析,分析了各射孔因素对产能的影响,并利用正交试验统计分析,优化了各射孔完井的参数;建立了基于黑油模型的水平井长度优化设计模型和水平井分段射孔完井设计模型,进行了水平井段长度的优化和水平井分段射孔完井方案的优化设计;建立了水平井变密度射孔优化设计模型,包括油藏流体渗流模型、射孔孔眼流体流动模型和井筒流体流动压力梯度模型以及流动耦合模型,优化了水平井变密度射孔完井的流入剖面。基于上述模型,采用Visual Basic 6.0开发了配套的工程设计软件。研究结果表明:在水平井常规射孔完井过程中,各个射孔因素都有其一定的影响范围,有一定的权重,将各个射孔因素的权重综合考虑,能够得到最大的产能;在水平井射孔完井过程中,并不需要将整个水平井段全部打开,只需要打开一定的长度即可获得与水平井全部打开一样的开发效果;在水平井分段射孔完井过程中,将水平井段分为5段,采用水平井趾端和跟端两段射开、中间段避射的射孔方式,可以取得与水平井全部打开的射孔方式一样的开发效果,同时节省了射孔成本;在水平井变密度射孔完井中,通过优化射孔孔密,可以保证井筒中流体流入剖面均匀,有效的防止底水脊进,节约射孔成本。研究为水平井射孔完井设计提供了理论和优化设计手段,提升了水平井射孔完井设计水平,对水平井开发效果的提高具有重要的指导作用。