本文以特低渗透油藏为研究对象，采用物理模拟实验的方法，探索特低渗油藏中渗流及水驱油机理和基本规律，确定影响水驱效率的主要因素，为改善特低渗油藏水驱油效果提供技术思路，为优化特低渗透油藏的开发方案提供依据。 储层的压力敏感特性实验。根据有效压力作用原理，采用特低渗透岩心进行压力敏感实验，研究油藏压力变化对特低渗透储层物性的影响规律。实验结果表明，特低渗透油藏渗透率对有效压力的变化非常敏感并具有蠕变特征，卸压后渗透率不能完全恢复。通过对岩心弹塑性形变特征的分析，提出以临界有效压力作为开采时合理生产压差的判别标准。 岩心低速渗流实验。采用特低渗透天然岩心进行低流速下的渗流实验。结合压力敏感特性，从孔隙尺寸、壁面效应的角度对低流速下的非线性特征进行了机理分析。提出视渗透率和极限渗透率概念，为表征特低渗透储层渗流能力奠定了基础。 渗流场动态分布实验。研制了多测压点长岩心物理模拟装置，在该装置上进行了特低渗透长岩心渗流实验。重点研究了视渗透率分布动态及压力传导特性。开展了裂缝性低渗透长岩心渗流实验，研究了裂缝方向对渗流特性的影响。 开采模拟实验。在多测压点长岩心物理模拟装置上，进行了特低渗透油藏弹性开采、水驱以及改善水驱开采、间歇开采模拟实验。分析了驱油过程中采油速度、含水率、采出程度以及压力分布的动态变化特征，并进行了机理上的探讨。 以保证储层不发生大的不可逆压敏伤害为原则，提出了弹性开采时临界生产压差的确定方法。 超前注水实验结果表明，当注水压力前缘位置达到岩心长度的30％左右时，开采后可达到最大的采收率；当采油速度达到2.89×10-2 mL/min(实验室流速)时，此时所用时间为总开采时间的51％，而采出油量占总采出油量的90％。当含水率达到100％时进行了氮气驱模拟实验，采收率在水驱采出程度的基础上提高了30个百分点。由此可见，超前注水与氮气驱相结合的开采方式是提高特低渗油藏采收率的有效手段。 在渗吸实验的基础上，对裂缝性低渗长岩心进行了间歇式注水开采。通过对四个周期开采特征的分析，发现采油效果随着周期次数的增加而变差，应尤其重视第一开采周期阶段的生产。为提高间歇开采的效果，研究了温度和电场对渗吸采收率的强化效应。实验结果表明，通过提高地层温度和外加电场可以大幅提高渗吸采收率，为裂缝性低渗油藏的有效开发提供了新的思路。