在水平井的实际钻探过程中，实际钻进的井眼轨道常常会偏离最初设计的最佳轨道。为了解决这个问题，提出了一种基于最优控制理论的随钻修正设计方法。该方法将实际井眼轨道与设计最佳轨道之间的状态变量偏差作为参数，建立了包含这些参数的三维水平井最优控制模型。随后，将该模型转化为非线性规划问题进行求解，并讨论了该问题的最优解性质。基于这些性质，提出了一种全局最优算法，并将其应用于实际水平井轨道设计中。数值结果表明，该模型和算法是有效且准确的。