水平井蒸汽吞吐是目前国内外各油田稠油油藏前期开发的重要手段，认识蒸汽在垂直段向下流动的机理、确立蒸汽进入地层后对孔渗参数的影响及蒸汽吞吐过程中水平井筒与地层的热流耦合规律，对提高水平井蒸汽吞吐开发效果具有重要的理论指导意义。本文以气液两相流理论为基础，确立了蒸汽在垂直向下流动过程中的流型转变准则，建立了不同流型下的压降计算模型，依据能量守恒方程得到了蒸汽干度和温度的沿井筒分布规律，并给出了模型中各参数的耦合求解方法；考虑水平井段变质量流动特性和流体物性参数之间的相互耦合，通过联立求解质量守恒、能量守恒和动量守恒方程，得到了注入蒸汽和产出液在水平井筒中的温度和压力分布模型；在体积应变定义的基础上，研究了地层孔隙度和渗透率随温度的变化规律；依据油藏微元体的能量守恒原理推导了油藏动态温度场计算方程，通过轴向与径向先分离再整合的方式对方程进行了差分处理；根据势的叠加原理，研究了油水两相在油藏中的渗流规律，得到了油藏压力分布计算模型；考虑井筒和油藏温度、压力的相互耦合以及储层孔隙度和渗透率随温度的变化，建立了油藏中的动态温度场、压力场、吸气剖面、产液剖面的分布计算模型，给出了模型的求解方法，编制了相应的计算程序并用实例对建立模型进行了计算与对比分析。对比分析表明，对于垂直向下气液两相流压力梯度计算而言，相比矿场常用的Beggs-Brill方法，本文模型与实测数据的吻合程度更高，最大误差不超过5%；而对于水平段的相关产能计算而言，由于本文的耦合模型考虑了温度变化对孔渗的影响，计算结果比国际上通用的CMG软件计算结果更接近现场实测数据，且本文模型计算需要的基础数据量相对较少，使用更加便利。