本发明公开了模拟不同倾角油藏开发的变倾角模型装置及其应用方法，变倾角模型装置，包括：第一变倾角六面体岩心模型、第二变倾角六面体岩心模型和第三变倾角六面体岩心模型；所述第一变倾角六面体岩心模型与第二变倾角六面体岩心模型连接；所述第二变倾角六面体岩心模型与第三变倾角六面体岩心模型连接。本发明解决目前难以实现不同倾角的室内实验测试技术手段的研究，为数值模拟技术的研究提供客观的实验基础，并完善该方面的技术研究，为该类油藏提高采收率技术的优选提供帮助。