小井眼侧钻水平井钻柱尺寸小、钻柱刚度低、抗扭能力差；侧钻井段高曲率导致摩阻、扭矩变大；环空间隙小、岩屑床不易清除、一旦发生卡钻，很难处理。这些问题给小井眼侧钻水平井的钻井施工以及后期工作带来了巨大挑战，因此，在满足井眼轨迹控制需要的前提下，如何降低摩阻和扭矩、减少井下钻具可能产生的失效问题是钻柱力学分析的核心，同时，也是钻井工艺设计和施工过程的关键问题。井眼轨道类型不同，钻柱力学分析的结果不同，因此本论文首先对小井眼侧钻水平井的井眼轨道设计和计算进行了研究，对小井眼侧钻水平井常见的井眼轨迹类型进行了二维、三维井眼轨道设计。实际施工过程中，井眼尺寸小导致井斜和方位的漂移规律难以掌握，因此对实钻井眼轨迹进行预测和计算，通过三次样条插值法对实钻井眼轨迹进行拟合，得出小井眼侧钻水平井实钻井眼轨迹上任一点坐标的计算方法。为了实现安全快速钻进，确保钻柱在各种工况下的安全施工，本论文对小井眼侧钻水平井的钻柱进行了静力受力分析研究，建立了钻柱力学分析模型，计算了小井眼侧钻水平井的钻柱力学方程，给出了所建立的钻柱摩阻/扭矩模型方程的详细求解方法，进行了钻柱危险截面的应力分析。根据第四强度理论，对钻柱进行强度校核和安全性分析，保证钻柱在井下的安全快速钻进。现场实践表明，本论文的研究为今后小井眼侧钻水平井的设计和安全施工提供了有力保证，对进一步提高油田的整体经济效益有重要的指导意义和应用价值。