用數值方法求解描述油藏中的多維多相多組分流動的數學模型，以研究油藏中滲流機理過程，為科學合理地開發油田（包括氣田）提供依據（見油藏工程，油藏物理）。
研究領域 從50年代起，就開始應用數值方法求解油藏內複雜的滲流問題。隨著高速、大容量電子電腦的發展，油藏數值模擬方法日益廣泛地應用於研究各種類型油藏的合理開發問題，包括：
技術決策研究 油田開發中的重大技術決策可先在模型上研究其效果。進行敏感性分析，如註水時間的早晚、保持油藏壓力的水平、產量的大小對最終采收率的影響等。
開發方案編制和最優方案選擇 包括最佳井網佈置、層系劃分、保持壓力開采的必要性及其方法選擇、開發指標的預測、經濟效益等提供分析方法，並能定量地表達不同方案的效果。在眾多的方案對比中，可選擇出最優方案。
動態預報和開發調整研究 對於已投入開發的油田，通過歷史擬合預報油田動態，進行生產分析，研究剩餘油飽和度分佈狀況，可以此確定加密井的井位、層系調整及效果預測等改善油田開發效果的方法。有時也用於單井動態分析，如研究底水錐進（油井開采過程中，底水沿井筒呈錐形上升）等問題。
滲流機理的研究 探討油藏中各種滲流問題的機理和規律性，如對任意幾何形狀的砂巖油藏中各種力（重力、毛細管力、粘滯力、彈性膨脹等）在三維三相多井系統中滲流時的作用，以及對層狀非均質厚油層的油水運動狀況進行分析等。
中國從60年代開始應用油水兩相的二維數值模擬方法，取得較好的效果。近年來研究砂巖三維三相、多層二維二相、碳酸鹽巖孔隙裂縫雙重介質等數值模擬方法，並逐步投入應用。
其他如提高石油采收率方法的篩選和設計，各種工程技術措施的優選等。
基本方法 一般說來，基本方法和過程包括：
建立數學模型 依據所需研究的滲流問題，由達西定律和物質守恒方程和狀態方程，有時還有能量守恒方程等組合起來，建立相應的偏微分方程組，加上相應的邊界條件和初始條件，構成描述滲流過程的數學模型。在油藏工程研究中主要使用的數學模型有物質平衡方程、單相滲流、兩相滲流、黑油模型、多組分模型和雙重介質模型等。近年來還發展瞭熱力驅模型、化學驅模型等。
建立差分方程 用數學方法求解偏微分方程式，首先必須把偏微分方程離散化成為代數方程組。油藏數值模擬中最常用的離散方法是差分法，也已開始研究有限元法，但尚未普遍應用。
數值法求解 解代數方程組常用的方法有直接解法和各種迭代法，如超松弛法、強隱式法、交替方向迭代法等。在方程組內所要求解的未知量主要是相的壓力及其飽和度。求得壓力和飽和度後，即可算出其他所需的開發指標。通常所用的解法有兩種方法：①隱式方法求壓力，顯式方法求飽和度；②聯立求解隱式壓力、隱式飽和度；③隱式壓力和隱式飽和度的逐次求解法。還有各種處理非線性項的半隱式和全隱式方法，近年來還發展瞭在各結點上自動調整隱式程度和自動調整網格密度的各種自適應解法。
計算程序設計 將所研究的問題和求解的方法，按照一定的算法語言編制計算機運算的步驟，成為計算機軟件。
運算和結果整理 按程序要求輸入計算參數。經運算後可以得到分佈在油藏內足夠多的各結點上的數值解，用曲線或圖表輸出，經整理後即可用來解答所需求解的問題。近年來還發展瞭輸出彩色圖象的方法，能直觀地用各種彩色來表示驅油過程。
主要工作 在對具體的油藏中專門問題進行數值模擬時，需要依次進行以下幾項主要工作：
油藏原始參數的收集 油藏原始數據是否齊全準確，關系到數值模擬的效果。如果原始資料很少，數值模擬的效果就不可能好。數值模擬方法越復雜，所需的原始資料也越多。收集資料時，如發現必需的資料不夠或不準確，應采取補救措施。通常要求準備的參數包括：①油藏地質參數。產層構造圖，油、氣、水分佈圖，油層厚度、孔隙度、滲透率、原始含油飽和度的等值圖等。②流體物理性質參數。地面性質和地層狀態下的物性數據，原始壓力和地層溫度數據，對凝析氣田還需要相圖和相平衡的資料。③專項巖心分析資料。油水相滲透率曲線，油氣相滲透率曲線，油層潤濕性，吸入和排驅毛細管壓力曲線；對碳酸鹽巖孔隙裂縫雙重介質儲層，還需滲吸曲線。④單井和分層分區的生產數據和有關測試資料。⑤油田建設和經濟分析的有關數據。
油藏地質模型的建立 將收集的油藏地質資料進行系統整理後，要將油藏的地質特征模式化，以充分反映油藏的構造特征和沉積特征，如油層物理性質參數的分佈、油氣水的分佈、油氣水在地面和地下的性質、驅油動力、壓力系統和地溫梯度等。油藏地質模型是否符合實際情況，直接影響數值模擬成果的準確性。
數值模擬方法的選擇 包括數學模型的選擇、模擬維數的確定、節點網格系統的劃分、隱式程度和計算方法的選用等。針對所需研究的問題，盡可能選用簡便的方法，並與所獲得的原始資料相適應。
生產歷史的擬合和動態預報 由於人們對油田實際地質條件的認識有一定的限度，計算時所用的參數也就有一定的局限性，因此，第一次模擬計算的結果，如壓力、產量、氣油比、含水率等與油田實際生產狀況常有較大的出入。必須進行分析，修改相關的計算參數，重新進行計算。通常，經過多次修改可使計算結果與實際生產歷史基本相符，誤差在允許范圍以內。從工程應用的角度看，可認為此時所應用的計算參數，反映瞭油田地下的實際狀況，使用這些參數來計算和預測油田未來的動態，能夠達到較高的精度。在油田開采過程中這類歷史擬合要進行多次，使油田的模型逐步更接近實際而得到更適用的結果。
其他計算和結果的綜合分析 進行地面流程計算和經濟分析，並將各項計算結果進行綜合研究，提出合理開發油田的最優方案和改善油田開發效果的措施。
參考書目
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H.B.Crichlow，Modern Reservoir Engineering A Simulation Approach，Prantice-Hall，New York，1977.