水热型地热是一种储量丰富的清洁可再生能源,具有调整能源结构、改善环境、实现绿色低碳发展等优势,探索经济高效开发新方法对其大规模利用具有重要意义。多分支井可利用同一井筒内的多个分支井眼开采不同层段,具有波及面积大、单井产量高等优势,有望成为水热型地热资源经济高效开发的有效手段。分支数量、分支间距、分支长度和井眼轨道等井眼参数是影响开发效果的关键因素,本文基于集合微扰理论和快速行进法开展了水热型地热多分支井井眼参数优化研究。水热型地热储层岩性以砂岩和碳酸盐岩为主,依据其储层地质特征分布,基于集合微扰理论对敏感性的分析方法,以饱和水地热资源的取热功率为目标函数,建立了能够反映不同区域地热产能分布的权重图模型。采用克里金方法和离散裂缝模型,得到了砂岩和碳酸盐岩地热储层的渗透率和裂缝分布特征,建立了水热型地热储层产能权重图。基于产能权重图,以最大产能为目标,建立了水热型地热储层多分支井井型优化半解析模型。针对砂岩地热储层,应用快速行进法研究了不同分支井波及面积的动态变化;考虑分支井间的相互干扰,优化设计了砂岩热储多分支井的分支数量、分支间距和分支长度等井眼参数。针对碳酸盐岩地热储层多裂缝发育的特点,将储层划分为不同分支井靶点目标区块,考虑井筒与裂缝的连通性,优化设计了可穿过高产能裂缝区域的多分支井井型,得到了碳酸盐岩热储多分支井的分支数量、分支间距和分支长度等井眼参数。利用快速行进法,以最大成本收益率为目标,建立了考虑井眼曲率限制的水热型地热储层多分支井井眼轨道优化设计模型,得到了主井筒和分支井的靶点位置和井眼轨道;分析了不同井眼曲率限制和储层非均质性等参数对井眼轨道优化结果的影响,验证了分支井井眼轨道优化模型在不同水热型地热储层的适用性。针对碳酸盐岩储层裂缝分布的不确定性,利用离散裂缝模型和井眼轨道优化模型,建立了碳酸盐岩热储多分支井井眼轨道优化概率模型,得到了不同门限概率条件下井眼轨道设计结果的可靠度。本文基于集合和微小扰动理论对变量敏感性的分析方法,建立了水热型地热储层产能权重图。利用快速行进法,建立了多分支井井型和井眼轨道优化设计模型,得到了一套针对不同水热型地热储层的多分支井井眼参数优化设计方法,有望为水热型地热多分支井现场应用提供理论指导。