本发明的目的是提供一种考虑射孔试验特征，反映射孔试验中砂岩的宏细观力学特性的模型设计方法。为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，油井出砂的三维数值模型设计方法，包括以下步骤：1）读入实际油井的几何尺寸，建立柱坐标系下的射孔三维数值模型；2）根据射孔试验过程的实际情况， 将所述射孔三维数值模型划分成若干单元；3）根据所述射孔三维数值模型的岩石颗粒分布，计算出每一个单元的孔隙率；4）根据所述孔隙率计算出流体压力梯度力和拖曳力，所述流体压力梯度力和拖曳力引起所述射孔三维数值模型中岩石颗粒的重新分布；5）重复步骤3～4， 直到计算结果收敛。