当前我国大部分油田进入高含水期,为了提高油田的采收率,各大油田都采取精细化注水措施。现阶段油田注水系统智能化水平较低,生产数据主要以人工巡检的方式进行记录,数据分散难以管理。注水系统生产数据体量庞大,用户在面对海量数据信息的情况下存在认知困难,就会导致数据信息利用率低。针对以上问题,本文基于数字孪生理念,提出数字孪生油田注水系统融合理论及总体概念模型,设计并开发了数字孪生油田注水系统可视化平台,实现了油田注水系统的数字孪生3D可视化的虚拟交互与数据联动,推动油田注水系统的智能化发展。本文首先对数字孪生的相关理论和技术进行了研究,推理数字孪生油田注水系统的融合理论,以此理论为依据,对系统的功能、信息与技术架构进行分析,确定系统的总体设计原则。其次,从设计的角度出发,分析数字孪生油田注水系统可视化平台的人机界面、目标用户类型及需求,对人机界面要素进行分析,提出了该平台的人机界面设计原则及设计框架,完成平台界面原型图的设计。然后,以大庆某采油厂注水站为例,根据现场提供的设备规格、数据及环境等材料,利用虚拟引擎技术与数据可视化技术,进行注水站的数字孪生模型的构建和系统数据可视化平台的开发。最后,为了验证可视化平台操作的可行性,对平台进行系统功能交互测试和用户体验测试,测试结果显示数字孪生油田注水系统可视化平台能够满足当前阶段的使用需求。本文的研究可为油田注水系统的二维及三维可视化平台的界面设计和系统开发提供借鉴。