Рассмотрена задача анализа и выбора инвестиционных решений компаний в конкурентной среде и в условиях неопределенности спроса на их продукцию. Представлена математическая модель, описывающая инвестиционное поведение фирм на рынке олигополии. Задача сводится к анализу динамической матричной игры, в которой матрица выигрышей формируется в результате численного моделирования. Приведены результаты практического использования предлагаемого подхода для моделирования конкуренции, анализа и выбора инвестиционных стратегий нефтяных компаний с традиционным и нетрадиционным способом добычи нефти.