我国大多数致密油藏天然能量不足,产量递减快,亟需能量补充,但矿场经验表明,致密油藏注入困难,导致注入量小、波及效率低、能量补充不充分。针对采用长水平井井组开发的致密油藏,本文建议使用水平井分段注采法进行开发,即将一口长水平井分为注入段与采油段分别进行注入与采油,形成同井注采、多井相互配合的开发方式,以提高注入井注入能力、扩大注入流体波及体积。本文以注气为例设计了同步注采、脉冲注采、异步注采3种注入方式,以保障在一定注气量条件下使水平井分段注采法取得更好的开发效果,同时缓解水平井分段注采中可能出现的气窜现象。本文基于鄂尔多斯盆地某致密油储层,使用数值模拟手段,探究了水平井分段注采法的开发效果,优化了注入方式与注入介质,并进行了参数优化。基于该区块实际水平井组,建立地质模型,预测水平井分段注采法的开发效果。研究结果表明,水平井分段注采法相比直井注入,单井注入量可提高6倍、采收率最多可提升21.8%,地层压力补充效果更好、波及范围更广,具有良好的提高致密油藏采收率潜力。相同周期总注气量下,水平井分段异步注采采出程度高、见气时间晚、受井间贯穿裂缝影响小,是一种适应性较好的水平井分段注采注入方式。在水、表活剂、碳化水、天然气4种注入介质中,天然气的开发效果最好。影响因素分析表明,最佳注采井网为水平井交错同向井网、最佳注采段长度比例为1:2、最佳井距为400 m、最佳裂缝半长为125 m、最佳注入缝半长为75 m、最佳裂缝导流系数为60×10-3μm~2·m、最佳单井周期注入量为90×10~4 m~3、最佳注入速度为3×10~4 m~3/d、最佳焖井时间为15-30天。基于研究区块内某井组建立的数值模拟模型,模拟结果表明,水平井分段注采法比水平井注气吞吐具有更好的开发效果,水平井分段异步注采法在3种注入方式中采油量最高,具有较大的增油潜力。本论文为致密油藏高效开发及补充能量方式提供了新思路,起到了理论支撑及技术储备的作用。