在国内外已发现的大量气藏中，气体渗流速度与压力梯度之间存在复杂的非线性特征。然而，目前大量的气藏数值模拟软件是基于线性的达西定律的，难以对上述非线性渗流规律进行准确描述，因而在很多实际应用中显得无能为力。进行气藏非线性渗流数值模拟技术研究，将有助于更清楚地认识气藏非线性渗流特征，为气藏开发对策的制定提供科学的理论基础与方法。本文在对气藏非线性渗流特征深入系统研究的基础上，从渗流力学的基础理论出发，综合运用渗流力学、气藏工程、现代数学、计算机等技术和方法，建立了一套完整的气藏非线性渗流数值模拟的理论、技术与方法。通过文本的研究，取得的主要成果有： (1) 在阅读和总结国内外大量文献的基础上，借鉴国内外气藏非线性渗流理论研究的先进经验和成果，对多种非线性渗流规律进行了数学描述； (2) 基于对多种非线性渗流规律的分类描述，首次建立了一个既可以描述线性的达西渗流定律，也可以综合考虑多种非线性渗流规律(启动压力梯度效应、高速非线性渗流、科林贝尔效应、变形介质渗流)的数学模型； (3) 采用有限差分方法建立了全隐式三维气、水两相数值模型，并且基于软件工程的设计思想，改进、完善、开发出既可进一步用于气藏非线性渗流机理研究，又可用于模拟实际气藏的三维气、水两相非线性渗流模拟器(NL-GW3D)，并通过与某商业软件的对比验证了本模型的可靠性； (4) 以某理想气藏为例，运用本文开发的三维气、水两相非线性渗流模拟器(NL-GW3D)，对多种非线性渗流规律进行了深入研究，分析了非线性渗流规律对气藏开发动态的影响，进一步验证了本文模型的正确性与可靠性； (5) 将本文模型成功地用于磨溪气田雷一~1气藏磨75-1井区的历史拟合和指标计算，获得了有意义的研究结果，为气藏开发对策的制定提供了依据。 通过本文的研究，建立了气藏非线性渗流的数学模型，并研制、开发了相应的模拟器，对于气藏非线性渗流理论的进一步研究以及气藏的高效开发与开采，不仅具有重要的理论价值，而且具有重要的实际意义。