经过多年的注水开发,我国许多老油田含水已达90%进入特高含水期,储层纵向和平面非均质性的影响加剧,原有的层系划分和井网部署往往已不能适应该阶段提高采收率的要求,因此进行特高含水期层系重组和井网优化研究是油田开发决策者的重要任务。储层非均质性是影响特高含水期油田开发效果的主要因素,利用一维油水两相非混相驱替理论建立模型研究了层间非均质性对驱替效果的影响,发现渗透率级差由2增至10时,采收率降低17%左右;基于胜坨油田二区沙二4-6砂层组,建立油藏模型研究储层非均质性造成的层间干扰并据此确定了层系重组中渗透率级差、原油粘度、地层流动系数级差、小层数和深度差的政策界限;综合利用胜二区动、静态资料得到该区层系重组的有效厚度和小层数上限。合理的层系组合方式是增加多层油藏水驱动用程度,提高波及体积的主要途径,据此本文利用数模软件Eclipse对胜二区进行了精细数值模拟研究,得到该阶段整装油藏的剩余油分布特点;将灰关联分析和模糊聚类方法引入层系重组研究中,根据不同的阈值λ得到18个小层不同的组合方式,为制定层系重组方案提供参考;在此基础上结合前述政策界限制定了胜二区层系重组方案并进行了数值模拟研究、技术和经济评价,从而得到了适用于特高含水期整装油田多层砂岩油藏的层系重组原则,提出了该阶段层系重组时应充分兼顾技术和经济可行性、同等条件下优选实施难度小的方案等观点,为减少特高含水期的纵向干扰提供了重要依据。在层系重组的基础上,对潜力层着力进行井网优化研究,确定采用均匀井网提高井网覆盖率、减少油层平面差异性的影响;通过水驱控制程度、采收率、单井指标等分析确定胜二区沙二4-6砂层组技术极限井网密度52.5m×62.5m(井距×排距),对应的水驱控制程度高达99%,采收率59.59%;结合经济评价得到目前油价下的合理井网密度为105m×125m,对指导特高含水期整装油田深度挖潜具有重要意义。