"make-believe"とは「見せかけの」や「想像上の」という形容詞なので、"make-believe love relationship"を「疑似恋愛」と訳せます。
又は、"fictional"=「作りごとの」という形容詞も使えると思います。
"He enjoys imitating intimate relationship in his mind."も通じますが、intimate relationshipは必ずしも恋愛関係ではなく、友人同士でもとても仲が良い関係などにも当てはまります。