大芦湖油田是1990年发现并投入开发的一个中型特低渗透油田。针对油田非均质严重、油水关系复杂、目前大部分小层水驱有效期渐过、水驱效果变差等问题,对该油田进行水驱方式调整研究。本文采用文献调研、理论研究与油藏数值模拟软件应用相结合的研究方式,以大芦湖油田F29块为研究对象,研究了不稳定注水过程中弹性力、毛管力改善非均质低渗透油层开发效果的宏观机理和微观机理;基于油藏数值模拟计算与分析,研究了储层非均质性、油水粘度比、储层润湿性、储层综合弹性压缩系数等对不稳定注水效果的影响规律;建立了大芦湖油田F29块地质模型,利用油藏数值模拟软件进行开发指标拟合和多个不稳定注水方案效果的预测;基于各工作参数对不稳定注水开发效果的影响规律,并结合油田实际进行了方案优化。通过大芦湖油田F29块三个周期的不稳定注水实践,产油量增加,平均日产油由之前的47.8 t/d变为63.78 t/d;综合含水率由73.52%上升为74.24%,上升缓慢;地层压力有所恢复,折算年压力下降速度由2.0MPa/a下降至0.52MPa/a。研究成果对大芦湖油田及同类油田水驱开发效果的改善具有重要作用。