我国大多数油田均属于多层砂岩油田，注水是广泛采用的一种开发方式。利用试井分析评价分层油藏物性参数对于指导油田开发具有重要的意义。但国内外众多学者对多层合采注水开发油藏合层试井的研究总是力求建立均质单层单相流模型，并解析求解。这显然不符合多层合采的实际。因此有必要建立一种更符合实际的多层合采油藏多相流试井解释模型，以真实描述油藏渗流动态。但传统解析方法无法求解此类试井模型。因此，研究多层合采油藏数值试井分析理论对于高效开发多层油藏具有十分重要的意义。于是，针对有限差分、边界元等传统数值求解方法的诸多局限性，本文在国内首次引入格林元方法数值计算理论，并应用到了数值试井分析领域。该方法既继承了边界面方法“降-维”的优点，又结合了有限元方法“元接元”的实现方式，能够形成大型稀疏系数矩阵，从而大大节省计算成本，为快速求解数值试井模型提供保障。在此基础上，建立了多层合采油藏单相流和油水两相流的格林元数值试井模型。对于格林元数值试井模型所形成的大型稀疏系数矩阵，采用了广义极小余量法进行求解，结合先进的遗传算法和地质、工程及动态信息约束，运用软件工程思想，利用Visual C++6.0编程语言编制了格林元数值试井模拟器(GEMNWTS)，实现了试井分析曲线的自动拟合。通过模拟，得到了多层合采油藏单相流和油水两相流生产动态特征、压力恢复动态特征以及相应的分层流量动态特征，并对各类特征的影响因素作了敏感性分析。分析结果表明，本文提出的多层合采油藏格林元数值试井分析理论能够真实模拟多层合采油藏单相流和油水两相流动态，为多层合采油藏分层参数的解释提供了一种新的快速有效的方法，也使得用试井分析方法评价剩余油分布成为可能。最后将本文提出的数值试井分析理论应用于一口多层合采油井的试井分析实例，评价了油藏分层物性参数和剩余油分布，得到了与实际相符的结果，验证了本文方法的正确性。