В настоящем пособии представлены принципиально новые математические модели, созданные на базе современных математических теорий. Изложены принципы построения перколяционных моделей процессов переноса в неоднородных пористых средах и способы преодоления неопределенности путем создания моделей нечеткого выбора. Дан целый ряд примеров применения указанных моделей для решения актуальных задач нефтегазовой и подземной гидромеханики, а также проблем разработки месторождений углеводородного сырья и его транспорта. Для студентов, обучающихся по направлению130500 (650700) “Нефтегазовое дело” (специальности: 090600 “Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений”, 090700 “Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ”, 090800 “Бурение нефтяных и газовых скважин”), а также целого ряда смежных специальностей - 070600 “Физические процессы нефтегазового производства”, 080400 “Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых”, 080500 “Геология нефти и газа”, 320700 “Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов”, 010200 “Прикладная математика”, магистрантов и аспирантов, преподавателей, широкого круга инженеров и научных работников. Издание подготовлено на кафедре нефтегазовой и подземной гидромеханики РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина на базе курсов лекций, читаемых авторами в последние годы.