延长油田七里村采油厂长6油层是典型的低孔、低压、超低渗大型油藏。水力压裂产生的压裂缝呈水平状,形成了多层压裂水平缝。低压、低渗多层压裂水平缝油藏渗流机理复杂,国内外开发实例极少,可借鉴经验有限,导致延长油田七里村采油厂长6油层当前开发仍然处于探索阶段。低渗透多层水平缝油藏开发面临诸多挑战:(1)衰竭式开发区域产量递减快,采出程度低;(2)部分注水区域油井受效不明显,含水上升快。为解决此类开发技术难题,论文以延长油田七里村采油厂长6油层为研究对象,对低渗透油藏多层压裂水平缝渗流机理及其开发方式开展研究。压裂缝形态及参数是优化开发方案的关键参数,但延长油田七里村采油厂压裂井裂缝监测数量有限。论文兼顾监测精度和监测成本,提出了一套以微地震监测、地应力分析、产能分析、试井解释、压裂施工监测为基础的压裂缝综合解释方法,压裂缝综合监测结果表明研究区大多数油井压裂所产生的压裂缝为水平缝。研究了多层压裂水平缝储层单相流、油水两相流、泡沫驱、多层压裂水平缝-弓形水平井的渗流机理、数学模型:1)针对衰竭式开发,建立了考虑多层压裂水平缝井模型的单相渗流数学模型。基于Newman乘积方法和格林函数思想,用无限大地层中的椭圆面源函数和垂直方向条带形地层中条带源函数的乘积得到压裂水平缝的压力响应,揭示了压力及其导数响应特征,建立了考虑压裂水平缝形态因子、缝长、间距等因素影响的产能方程,并开展了多层压裂水平缝直井产能方程敏感性分析。分析表明定井间距时,垂向渗透率与水平渗透率的比值影响最优裂缝半长油井产能;相同渗流面积条件下水平压裂缝越接近圆形油井产量越高;2)针对:①压裂水平缝水平井开发技术难题;②常规井无法实施的难动用储量区域(农保地、水源地、村庄);③近年来土地成本上升等因素导致的开发成本急剧增加问题。提出了多层压裂水平缝-弓形水平井新开发方式,通过新开发方式实现了延长油田七里村采油厂长6油层难动用储量区域有效开发。研究了多层压裂水平缝-弓形水平井渗流机理及特征,推导了多压裂水平缝-弓形水平井渗流模型,模型考虑了压裂裂缝尺度对渗流的影响,分析了不同流动单元对水平井开发渗流特征的影响,据此提出了考虑水平井形态、有效流动单元、水平缝间距、水平缝位置、水平缝差异性等参数的优化设计方法,并将该方法应用于延长油田七里村采油厂七平1井,取得了显著的效果;3)针对注水开发,推导了井模型不同时多层压裂水平缝油水两相渗流数学模型。通过引入总体压差、总流流速和JPVM界面条件将已建立的单相产能方程推广至油水两相流动,推导了多层压裂水平缝油水两相流产能方程,理论上该方程可精确计算通过储层-压裂缝突变界面的流量,与广泛应用的SpU法相比,计算结果更准确。与二阶上游权法等高精度算法相比,参与计算的网格数据点少,计算量低。将该公式用于压裂水平缝井组注水数值模拟,替换了传统的Peaceman井模型,降低了高导流离散裂缝所导致的油藏数值方程组的奇异性;4)开展了泡沫驱油可行性研究,建立了考虑多层压裂水平缝井处理模型和储层-压裂缝突变界面处油、水、泡沫三相流体流量计算方法的泡沫驱油数学模型。论文将总体压力概念和突变界面连接条件由两相扩展至油、水、泡沫三相流情况;5)上述渗流数学模型均考虑了可逆变化和不可逆变化时压裂缝导流能力的应力变形。依据所建立的渗流模型,开展油藏数值模拟,开展了衰竭式、多层压裂水平缝-弓形水平井、注水、泡沫驱油等开发方式优化,对其主要开发参数进行了优化。取得的主要认识包括:①定井间距条件下,垂向渗透率与水平渗透率的比值影响最优化裂缝半长;压裂缝形态影响油井产量,压裂缝形态越接近圆形产量越高;②建立了考虑裂缝导流能力随应力变化以及时间效应的数学模型,相比压裂缝闭合,供液能力不足是当前油井产量快速递减的主要原因;③提出了多水平缝-弓形水平井开发方式,建立了多流动单元的渗流模型,提出的开发参数设计方法考虑了水平井形态、流动单元、缝间距、缝的位置、缝的差异性规模等因素,并将该技术应用于延长油田,取得了显著效果;④建立了油水两相渗流数学模型,推导了多层水平缝油水两相产能公式并应用于数值模拟,建议采用双层水平缝开发;⑤过实验和数值模拟研究发现,总体上泡沫驱油比常规注水方法更有效。