特低渗透油藏最显著的特征就是开发过程中存在启动压力梯度和介质变形现象，油水在地下多孔介质中呈现低速非线性渗流特征。而现有的线性渗流理论已不能解决特低渗透油藏开发过程中所遇到的问题。 本文采用室内物理模拟手段，在不同类型渗流流体以及油水两相驱替实验基础上，揭示了启动压力梯度的变化规律，从理论上证明了启动压力梯度与渗透率之间呈指数为．1的幂函数关系。在对不同类型流体启动压力梯度产生机理进行系统分析的基础上，研究了各因素对启动压力梯度的影响；并对油水两相启动压力梯度变化规律及产生机理进行了研究。同时，在介质变形实验基础上，研究了储层物性参数随有效覆压的变化规律及变形机理，系统分析了介质变形的影响因素。 采用弹性不稳定渗流理论，推导出了考虑启动压力梯度和介质变形非线性因素影响下单相流体稳定、不稳定渗流数学模型，考虑非线性因素影响时的水平井渗流数学模型，以及考虑非线性渗流因素时的油水两相非线性渗流数学模型。结合油藏工程应用，分析了非线性因素对油井产能和地层压力分布的影响以及油水前缘饱和度的变化规律。提出特低渗油藏求解合理井距的新方法，形成了综合考虑渗透率、流体粘度、注采压差、预期产油量、启动压力梯度和介质变形程度因素影响下的油藏合理注采井距优化理论图版。 最后，建立了考虑启动压力梯度和介质变形因素影响时油气水三相非线性渗流数学和数值模型，并编制了相应的数值模拟软件；结合实际油藏参数，对所构建的特低渗透油藏非线性渗流模型进行了实例应用。 本论文的研究成果发展和完善了低速非线性渗流理论，对有效开发特低渗透油气藏具有一定的理论意义。