水平井和压裂水平井目前已成为开采低渗透油藏的重要手段,但是针对低渗透油藏压裂水平井生产动态及水平井井网部署方面的物理模拟则研究较少。首先,通过常规压汞测试分析天然砂岩露头的孔隙结构特征,选择了与典型低渗透储层特征相近的砂岩露头,采用树脂进行封装,制作了可以模拟低渗透油藏渗流规律的物理模型,建立了低渗透油藏大尺度模型物理模拟系统,实现了低渗透油藏水平井及压裂水平井的生产动态物理模拟。研究了水平井开采条件下拟启动压力梯度、压力分布和产量递减的特征,直井和水平井单相流体渗流特征,以及五点井网油水两相渗流特征。结果表明,在弹性驱动条件下,定产量生产时,生产初期直井生产井的井底压力下降较快；定井底流压生产时,产量与时间呈指数函数关系变化,水平井的初始产量较高,而且产量递减速度较慢；对比两种注采方式的开发效果可知,直井注水平井采的注采方式采出程度较高,开发效果较好。其次,针对长庆油田某区块采用的纺锤形和哑铃形两种裂缝布放方式的压裂水平井,制作三维等比例物理模型,进行了压裂水平井弹性开采及水驱物理模拟研究。结果表明,两种模型在弹性开采条件下,产油量与时间呈指数函数关系变化,哑铃形压裂水平井的产量较高,产量递减速度较快；利用压裂水平井产能公式和封闭油藏弹性驱动物质平衡方程,推导出产量的指数表达形式,分析了弹性开采条件下产量及其递减速度的影响因素。在水驱条件下,纺锤形压裂水平井见水时间较晚,含水率上升速度较慢；在水驱实验初期,弹性驱动占据主导地位,哑铃形压裂水平井的产量较高,当累积注水量大于0.2PV后,纺锤形裂缝分布模型的采出程度开始逐渐大于哑铃形裂缝分布模型。最后,通过建立人工裂缝与油藏基质流体交换数学模型,研究了裂缝导流能力的优化问题,证明了油藏供液能力与人工裂缝导流能力之间存在一定的匹配关系；在黑油模型基础上引入人工裂缝导流能力随时间变化因素,利用改进的黑油数值模拟器优化了压裂水平井的裂缝参数、水平段长度、以及注水井数等,分析结果可以为低渗透油藏压裂水平井井网部署提供理论参考。