物质平衡方法是一个广泛应用于工程领域各学科的基础概念，自1936年美国地质学家利用物质守恒原理，首先建立了油藏的物质平衡方程式以来，在油藏工程中得到了广泛的应用和发展。油藏按驱动能量可以划分为不同的类型。按原始地层压力和饱和压力的关系，可分为饱和油藏和未饱和油藏；以其在天然条件下是否存在边水、底水或原生气顶等，又可分为弹性驱油藏、溶气驱油藏、水驱油藏、底水或气顶驱油藏及综合驱动油藏。但是不管是哪种驱动类型的油藏，存在于油藏中的原始流体的总量必然遵守物质守恒的原则。

对于任何一种驱动类型的油藏，可以看成是一个体积不变的容器。物质平衡基本原理可进一步表述为：①开发前油藏中液体和气体的总体积，等于开发之后任意时刻的采出体积与地下体积之和。②在原始状况下，油藏内所含流体体积之和，等于开发过程中任一时刻油藏内所含流体的体积之和。③油藏在开发过程中任意时刻，油、自由气、水三者体积变化的代数和等于0。

在应用物质平衡方法时，通常作如下假定：①油藏储层物性和流体物性是均质的、各向同性的。②相同时间内油藏各点的地层压力都处于平衡状态，油、气、水三相之间在任一压力下均能在瞬间达到平衡。③在整个开发过程中，地层温度保持为常数，油藏动态仅与压力有关。④不考虑油藏内毛管力和重力的影响。⑤油藏各部位的采出量保持均衡，且不考虑可能发生的储层压实作用。

基于上述假设，可以把一个实际的油藏简化为封闭的或者不封闭的（具有天然水侵）储存油气的地下容器。在这个地下容器内，随着油藏的开采，油、气、水的体积变化服从物质守恒定律，由此建立的方程式被称为物质平衡方程式。由于物质平衡方程式本身并不考虑油、气、水渗流的空间变化，而只考虑油、气、水的状态变化（体积变化），故又将它称为零维模型。

对于任何一种驱动类型的油藏，都有其相应的物质平衡方程式。在建立和应用物质平衡方程时，应当注意到它所具有的地下平衡、累积平衡、体积平衡的特点。

油藏物质平衡的通式，是指气顶驱、溶解气驱、天然水驱同时存在时的综合驱动方式下的物质平衡方程式：

式中为地质储量，立方米；为地面累积产油量，立方米；为地面累积产气量，立方米；为原始地层压力下的溶解汽油比，立方米/立方米；为原始地层压力下的油、气两相体积系数，小数；为压力下的油、气两相体积系数，小数；为原始地层压力下的气体体积系数，小数；、为压力下水相、气相体积系数，小数；为压力下地层水的压缩系数，兆帕^-1；为压力下岩石的压缩系数，兆帕^-1；为束缚水饱和度，小数；为原始状态下气顶气所占孔隙体积与原油所占体积之比，小数；为地层压力降，兆帕；、、分别为累积水侵量、累积注水量和累积产水量，立方米。

根据油藏的不同驱动类型，可对上述的物质平衡方程式的通式进行简化，略去一些项目，而得到其相应特定条件下的物质平衡方程式。

不同开发阶段（不同压力下）油藏体积变化：产出量体积的变化——①油+②气+③注入、产出水；油藏中体积的变化——④气顶体积膨胀+⑤油区体积收缩～水区侵入等（见图）。

不同开发阶段油藏体积变化示意图

很多油藏的边界常局部或全部地受含水层所包围，这些含水层称为供水区，对于具有供水区的油藏，在用物质平衡方法计算油藏储量的水侵量时，需要了解开发过程中水侵量的变化情况，而水侵量的变化情况又与供水区的供给能力有关。有的油藏有边水露头（即敞开式的），从而可以得到地面水充分的补充；有的油藏天然供水区虽然不是敞开式的，但供水区可能很大，使油藏能量得到一定的补充；有的油藏由于被断层切割或被不渗透岩层所包围，天然水域很小，或者是封闭的，则对油田开发影响很少。

油藏天然水侵量的大小，主要取决于天然水域的大小、几何形状、地层岩石物性（渗透率、孔隙度）、流体物性（油水黏度比）、供水区中岩石和水的压缩性等，以及天然水域与油藏部分的地层压力差等因素。对于天然水域比较大的油藏，油藏开发的地层压降不可能很快地波及整个天然水域。在某些情况下，甚至在整个开采阶段中，仍有一部分天然水域保持原始地层压力，因此油藏含油部分的地层压力向天然水域传播时，存在着一个明显的时间滞后现象。这时，天然水侵量的大小除了与油藏边界压降有关以外，还与开发时间有关。

水侵量的计算本身不能依赖物质平衡方程，而必须另外用水动力学方法或动态数据处理的方法。只有在确定了水侵规律以后，才有可能运用物质平衡方程解决问题。

根据开发过程中的实际动态资料，以及必要的油气水分析资料，用来确定各种类型油藏的原始地质储量、判断油藏的驱动机理、测算油藏天然水侵量的大小、在给定的产量条件下预测油藏未来的压力动态。