在煤层气等非常规资源领域普遍面临单井产量低、投资回收期长的问题,为了适应煤层气降本增效的发展方向,同时良好适应煤层气区块普遍的苛刻地形地貌条件,针对煤层气藏井工厂试验开展井眼轨道优化设计相应问题研究。本文从以沁水盆地某区块为研究对象,从井眼轨道靶点设计入手,利用气藏工程多组分数值模拟方法,分别优化定向井和水平井相应参数,形成井工厂靶点布置方案;接着,通过数学建模方法,建立了煤层气矿区复杂地形约束下,为实现地下靶点目标的平台位置、连接靶点数等多重未知量相互牵制的优化模型,解决了平台建设的若干问题;最后综合理论分析和软件计算等手段,立足于前期定向井和水平井靶点分布,按照钻井工程设计原则和标准对单井和井工厂轨道依次进行设计优化,并依靠防碰扫描方法进行了调整完善,最终探索出一套适用于我国煤层气领域的多井井工厂井眼轨道模式,可为现场应用和相关问题研究提供参考。