水平井蒸汽吞吐工艺在稠油油藏的实际开发中应用非常广泛,而注汽效果的优劣直接决定了蒸汽能量利用率、储层动用程度和增产效果。本文旨在研究全井段饱和蒸汽流动规律,优化注汽参数,并结合现场井设计注汽方案。垂直井筒中的蒸汽流动属于典型的气液两相流动和传热问题,文章基于气液两相流动压降模型和传热模型,通过热流耦合的方法建立垂直井筒饱和蒸汽热流耦合模型。在流体动力学软件辅助验证模型正确性的基础上,开展井口参数敏感性分析,探讨不同参数对沿程物性的影响规律,建议现场增大蒸汽井口干度,结合实际情况确定蒸汽井口压力和注入速率。倾斜井筒中的蒸汽流动方向与重力方向存在非零井斜角,使得重力压降减小,而摩擦压降增大。在垂直井筒饱和蒸汽热流耦合模型的基础上,重点研究井斜角对蒸汽流动和传热产生的影响,建立倾斜井筒饱和蒸汽热流耦合模型。验证该模型的基础上,通过敏感性分析可知,井斜角越大沿程压降和干度损失越严重。水平井筒中,蒸汽通过注汽阀注入地层,属于质量流量不断减小的气液两相变质量流动问题。基于气液两相变质量压降模型和井筒-地层传热模型,重点研究质量损失所导致的蒸汽沿程参数变化规律和地层吸汽质量、能量规律,建立水平井筒饱和蒸汽热流耦合模型。通过流体动力学软件验证模型准确性,同时敏感性分析指出蒸汽井口压力和注入速率的提高能有效增大地层吸汽量,改善跟趾效应。在垂直井筒、倾斜井筒和水平井筒三段模型的基础上,通过多段耦合的方法建立全井段饱和蒸汽流动模型。考虑实际地层的非均质性,在稠油热采水平井全井段饱和蒸汽热流耦合模型的基础上,以提高注汽效率和均匀加热地层为目标,提出水平井分段注汽参数优化方法。通过现场两口井进行应用分析,指出结合生产段渗透率分布特征进行注汽点位置和注汽阀参数优化可有效改善注汽效果,提高单井日量。本文所建立的全井段蒸汽流动模型,从理论上完善了对井筒蒸汽流动规律的认识;实现了井筒轴向上任意位置处蒸汽参数的准确计算。参数敏感性分析和水平井分段注汽参数优化为实际生产提供了注汽设计方法和优化指导。