在过去的几十年里,为获得井眼和油藏更大的接触面积,水平井技术广泛应用于油气田开发中。水平井的井底流动情况相对于直井而言,通常更加复杂,因为与直井相比,水平井井筒连接的油藏具有更强的非均质性,因此,水平井的井下流动情况较难监测。近些年,随着测量技术的发展,出现了井底永久传感器技术,例如分布式光纤温度传感器(Distributed temperature sensing) (DTS),该传感器作为完井的一部分被安装入水平井中。这种技术可以提供实时的、持续并且准确的井底温度和压力数据,通过解释DTS实时监测的温度和压力数据,就有可能实现水平井井底流动情况的真实还原。本文从油藏渗流规律和井筒流动机理出发,以流体物质平衡方程,动量守恒以及能量守恒为基础,以均质油藏中心的一口水平井为研究对象,建立了耦合油藏和井筒模型的水平井热模型,随之迭代求解出特定条件下水平井井筒的温度和压力剖面,在模型求解的基础上做了以下分析：(1)分别分析了产油和产气条件下水平井井筒温度的敏感性因素；(2)井斜对水平井井筒温度的影响；(3)部分井段产气、产水对水平井井筒温度的影响；(4)表皮因子对水平井井筒温度的影响。在研究温度正演模型的基础上,本文还开展了水平井井筒温度解释(反演)模型的研究。反演模型以Levenberg-Marquardt算法为基础,在研究过程中首先定义了反演目标函数,并分析了目标函数中观测值的权重。随后,以产油水平井为实验对象,以拟合误差为标准,分析并选取了最优的观测值组合,确定了反演模型的最佳输入值。在此基础上,建立了从产单相油,产单相气到油水同产,油气同产以及考虑地层伤害的水平井井筒温度反演模型。通过水平井井筒温度正演模型的研究,得出了影响水平井井筒温度的主要因素；水平井井筒温度反演模型的研究,则通过拟合水平井井筒温度和压力剖面数据,实现了水平井井底流动情况的真实预测,验证了正演模型的可靠性。温度正演模型和反演模型构成了完整的水平井井筒温度预测及解释模型,并形成了一套新的水平井井下监测思路和方法。最后将此模型应用于现场实例,取得了较好的效果。