塔河油田碳酸盐岩油藏属于典型的超深复杂缝洞型油藏,基质基本不具有储渗能力,缝洞储集体在空间分布和发育上具有极强的非均质性,使得油田内部存在着若干个规模大小不一、储集体类型不尽相同的缝洞单元,单元之间不连通,而单元内井间具有一定的复杂连通性。滚动开发近10年的生产动态充分表明,各井揭示的储集体差异显著,开发特征有很大不同,传统的注水开发方式难以获得较好的效果。因此开展油藏储层地质特征及注水机理研究,对指导油藏开发十分重要。本论文建立了具有三重储集介质(洞-缝-孔)和等效单重流动介质(缝+洞)的缝洞型油藏数值模拟方法,实现了注水吞吐井动态数值模拟和预测；利用相似准则,建立了注水吞吐过程中重力置换的室内物理模拟方法,实现了注水替油过程中油水置换、水锥及各种控水方式机理的模拟；利用等效水动力学模型,研究缝洞型油藏注水吞吐的流动机理、流动规律、地质影响因素和注采参数的模拟方法。本论文在塔河油田八区缝洞性油藏的地质特征和地下油水流动规律的研究基础上,提出了一种新的注水开发方式-单井注水替油开发方式。单井注水替油作为塔河碳酸盐岩油藏一种新型开采方式,大幅度提高了油井的产能和采收率,同时有效地利用油田污水进行回注,大幅度地节约了费用开支,值得在相似油田推广和应用。