分支井井筒与油藏耦合理论的研究对于了解分支井的生产动态以及高效开采油藏有着重要的意义。目前这方面的研究还不够全面，尤其是对分支井流动与油藏稳态渗流耦合模型的研究，都是针对分支在同一平面上对称分布的分支井而进行的，因而有所限制。因此全面系统地对任意结构分支井中流体的渗流规律及其在油藏工程中的应用进行研究十分必要。本文分别对分支井的流动与油藏的稳态和非稳态渗流进行了研究，建立了井筒流动与油藏渗流耦合的数学模型，给出了模型的数值解法，并且编制了相应的计算程序，进行了实例计算与分析。其中，稳态渗流耦合模型计算了井筒内的压力及流量变化，比较了两种井筒压降算法，分析了影响分支井产量的因素；非稳态渗流耦合模型研究了在不同产量条件下，分支井在任意时刻的生产动态。两个模型都考虑了不同完井方式对生产的影响。与此同时，由于分支井是水平井的集成与发展，本文还给出了水平井的稳态与非稳态渗流耦合模型，并进行了实例计算和分析，以便和分支井的模型结果作比较。最后，给出了计算水平井水平段最优长度的传统方法与新方法，并且使用实用性更强的新方法，用遗传算法实现了分支井的分支井段优化。