在分析国内外典型数学模型的基础上,针对其优缺点及应用情况,根据微生物反应动力学特征和内源微生物驱油机理,从好氧、厌氧两步激活理论出发,建立了一个全新的能够综合反应流体流动造成物质分布变化规律和微生物群落间的级联代谢过程的数学模型。实现了从侧重于描述单一渗流场到多场耦合模型的发展历程,更全面和准确地描述了生物场和渗流场,该模型为内源微生物驱油数值模拟软件的研发提供了理论依据。通过将建立的内源微生物驱油数学模型进行时间和空间上的离散,把偏微分方程转化成有限差分方程组,利用隐压显饱法求出压力和饱和度的大小,然后将水相饱和度、渗流速度、孔隙度等耦合参数代入微生物场,隐式得到微生物、营养液及代谢产物的浓度分布。根据上述方法编制了内源微生物驱油数值模拟软件,该软件基本实现了内源微生物驱油过程的数值模拟计算,为微生物采油提供了一种有效的模拟方法,对微生物驱油数学模型的发展具有里程碑意义。通过开展内源微生物驱油数值模拟研究可以为油田开发建立一套合理的开发方案,降低微生物采油现场实施的风险,确定科学合理的工作制度。以一维两相内源微生物两步激活过程为例,运用编制的微生物驱油数值模拟软件对该区块实施内源微生物驱油方案进行了设计。利用正交试验方法对影响微生物驱油效果的主要因素进行了方案设计与优化,最终得到的优化方案是营养液浓度为1.5%(m/v),注入段塞为0.1PV,营养物与氧气浓度比为2：1(m/m)；在该方案下数值模拟软件的预测结果表明,内源微生物驱油可增加采油量2029.69 t,提高采收率8.46%。