随着对低渗透、薄层油藏的开发，直井注水越来越显示出局限性。20世纪90年代初，一些学者开始了有关水平井注水技术的研究。1992年初，第一口工业水平注水井由美国Texaco开发生产有限公司，在德克萨斯东北部的Franklin县NewHope油田完成，并获得成功。从此水平井注水技术研究得到了快速发展。 本文在大量研究水平井注水文献的基础上，利用数值模拟软件、结合渗流力学，对水平井注水机理及水平井注、采井网等进行了研究，研究成果成功应用于塔里木油田哈得4薄砂层油藏的水平井注水开发中，取得了很好的经济效益。 本论文的主要研究成果如下：(1)归纳水平井注水驱替机理特点：钻进油层中超长的水平井段、产生丰富热裂缝、线性驱动。线性驱动是水平井注水提高水驱效率的主要因素。 (2)水平井注水适用于油藏厚度在50米以下的单层或类似哈得4薄砂层油藏的双层薄层油藏，不适合对多层油藏开发。水平注水井、水平生产井在油藏纵向上的最佳位置分别为油藏最顶端和距油藏顶部1/3处。水平井平行于油藏平面高渗透带有利于提高水驱效率。 (3)通过对水平井水平段压力损失研究认为，在流量较小，流体粘度较低的情况下，水平井水平段压力损失很小，在水平井节点系统分析中可不考虑。 (4)在考虑水平井注水特点及水平段压力损失基础上，分析了不同水平井井网特点，认为交错反向井网是开发薄层、低渗油藏比较好的井网。 (5)推导出水平井注、采井网的最大井距公式。利用该公式可对水平井注、采井网的井距、注采速度进行优化。 (6)通过对哈得4薄砂层油藏地质、油藏工程综合研究，及水平井试注资料研究，认为哈得4可以在原有井网基础上实施水平井注水。 (7)对哈得4油田薄砂层油藏进行开发优化研究，给出井网优化部署方案，并对方案的实施进行跟踪分析。结果显示水平井注水开发哈得4薄砂层油藏的现场实施效果良好，实现了该油田年产30万吨的目标。