本文系统研究了非均质条件下复杂结构井的产能及其优化方法。取得了以下主要研究成果： 提出了地层渗流与井筒流动的弱耦合方法和强耦合方法，建立了考虑近井地带地层非均质性的影响，考虑裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井、砾石充填完井等不同完井方式对井筒流动和地层渗流影响的综合半解析模型。 应用此模型研究了不同完井方式下水平井的完井表皮对产能造成的影响，并对水平井完井参数进行了敏感性分析，提出了水平井完井参数优化策略和优化方法。 分析了不同边界类型、管径、边界形状以及时间对水平井产能造成的影响，并针对各种影响因素进行了敏感性分析。 分别以产能最大化和均匀产出剖面为目标对水平井分段完井和变密度完井进行了优化研究，提出了这两种情况下的完井策略。水平井选择性完井段间隔距离越大，产量越高，如果完井段选择合适，即使较小的完井段也能够得到较高的产能。通过变密度射孔(割缝)完井的方法，可以有效达到井筒流入均匀的目的。 应用综合半解析模型对冀东油田分支井进行产能预测，达到了较高的精度，误差在12％以内。分析了分支数、分支长度、支井间距、分支夹角等对分支井产能的影响，并对各个参数对产能的影响规律作出了总结。提出了分支井的设计原则。 针对多底井和台阶井，分别研究了各水平分支沿井筒压力分布以及流量分布，并对不同渗透率和油层厚度下的水平分支长度进行了优化研究，提出了多底井和台阶井的优化策略。 通过现场数据验证，本文所建立的复杂结构井综合半解析模型无论是对产能的预测或者压力、流量剖面的预测都有比较高的精度，而且模型充分考虑了不同完井方式、地层非均质以及不同类型边界的影响。根据本模型编制的软件为水平井、分支井、多底井和台阶井等复杂井型的优化提供一个有力的工具。