含煤系产层组的特殊地质特征导致煤层厚度薄,并且邻近煤层的上下各层段地层压力相互独立。如果针对单一煤层进行开采则产量低,缺乏商业开采价值。如果针对多煤层采用整体压裂的方式进行合层开采,现场实践表明存在明显的层间干扰现象,对井的生产使用寿命造成严重影响。国外含煤系产层组的开发经验表明,采用多分支水平井技术能有效解决目前含煤系产层组煤层开发困境。本文将结合岩石力学、测井解释、数学模型等多学科理论基础,在现场实际地质资料的基础上,对含煤系产层组煤层的多分支水平井井眼轨迹进行优化设计。首先总结国内外含煤系产层组勘探开发技术现状,开展现状调研,明确含煤系产层组煤层井身结构设计思路,分析钻井过程中存在的工程难点和关键技术问题,总结针对分支水平段方位、水平段长度等轨迹优化需要考虑的主要因素。其次收集现场资料,对研究区域的地质概况、岩性特征、应力分布、裂缝发育等情况进行统计,分析现场钻井过程中存在的事故难点。再次根据测井资料解释,刻画研究区域天然裂缝分布特征,建立水平井井周应力分布模型,为分支水平段方位优选提供依据。然后考虑水平段压裂改造过程中压降波及范围的基础上建立水平段与产能的关系模型,得出在考虑油气摩阻的情况下最优的水平段长度确定方法。最后以G工区G-36井含煤系产层组煤层多分支水平井为工程研究对象,根据上述研究结果开展针对含煤系产层组煤层多分支水平井井眼轨迹优化设计的应用研究。分析表明8#煤层分支水平井轨迹优化方位部署在北偏西70°、北偏西110°、北偏东20°。9#煤层分支水平井轨迹优化方位部署在北偏西10°、北偏西170°、北偏东30°方位。通过模拟8#、9#煤层分支长度与累计产量的关系确定分支长度控制在200米能使产能最大化。根据上述方法及步骤,建立适合该区块多煤层合采的井眼轨迹优化设计方案。通过上述的理论研究和分析,对G工区含煤系产层组煤层多分支水平井井眼轨迹进行了优化设计。应用结果表明论文研究成果对工区煤层的高效、安全开发具有较强的理论指导意义。