应用分支井水平技术能增大泄油气范围、降低生产压差，进而提高油气井产量，降低开发成本。该技术在国内外低渗储层开发中得到了应用。水平分支井优化设计是在保障钻井安全、成本控制基础上，考虑油气高效开发的重要环节，对水平分支井进行优化设计研究需要结合钻井工程实际和开发优化理论，对于提高整体开发效益具有重要意义。论文进行了系统的文献调研，分析研究了水平分支井轨道设计的油藏适用性原则，针对性分析研究了目前钻完井设计方法；结合二维井眼轨道以及三维井眼轨道常规设计计算方法，分析了应用空间圆弧法进行水平分支井的三维设计方法。在分析水平井产能模型基础上，主要研究分支井产量预测模型半解析方法；并根据分支井产能计算，以鱼骨形分支井为例，对分支的对称性、分支的同异侧以及分支点位置和分支形态参数（分支角度、分支数、分支长度）进行了优化分析，对分支形态参数利用正交实验分析了主要的产能影响因素。最后论文结合鱼骨状分支井实例进行了对比分析。