本发明公开了一种二元叠合波强化驱油实验装置及实验方法，其实验装置包括人工谐振波试验台、岩芯夹持器、环压供给装置、安装在高压水罐出液口和岩芯夹持器间的水力脉冲波发生器、通过输水管道和输油管道与岩芯夹持器进液口相接的高压水罐和高压油罐以及与岩芯夹持器出液口相接的液体容器，输水管道和输油管道上均装有中间过渡容器；其实验方法包括步骤：一、不加二元叠加波条件下进行强化驱油实验；二、更换岩芯且在不同频率、不同振幅的人工谐振波和水力脉冲波两种波场条件下对多个岩芯进行强化驱油实验；三、数据处理。本发明设计合理、布设方便、功能完善且操作简便、模拟效果好，能测试出两种波场条件下不同岩芯的最终采收率和残余油饱度。