本发明涉及一种利用数值模拟优化CO2吞吐周期注入量的方法，属于CO2驱提高采收率技术领域。首先建立目标区块三维地质模型，根据目标区块三维地质模型，通过数值模拟方法建立CO2周期注入量与增量换油率之间的关系，结合目标区块提高采收率项目经济界限指标确定的最优增量换油率，优化目标区块最佳CO2周期注入量。本方法充分考虑了注入CO2后产油量的增量变化规律，优化得到的最优CO2周期注入量，可以保证目标区块在整个项目过程中能达到最优经济效益。