碳酸盐岩油藏自然衰竭式方式开采
世界油气资源主要来自碳酸盐岩油藏。碳酸盐储层通常为低孔隙度，而且可能含有裂缝。碳酸盐岩储集层都是具天然裂缝的地层，具有孔隙度和渗透率不均匀分布的特性。在碳酸盐岩(尤其是岩石基质中)处于低渗透率和低孔隙度的状态时，储层中流体的流动很可能完全取决于裂缝系统的状况；而岩石基质仅仅起一个油源的作用 (类似于敏密砂岩层和天然气流)。如果是孔隙型碳酸盐岩，裂缝系统可能造成注入流体对储层的不均匀波及，从而使其过早突破进入生产井，结果是采收率下降。众多的研究者把碳酸盐储层的含油丰度作为研究目标，试图刻画其非均匀性，将不同类型的裂缝性储层分门别类，并确定哪些岩石特性和流体性能对最终采收率有决定性的影响。
自然衰竭式方式开采：衰竭式开采主要是利用油藏的边水、底水,以及油气藏自身、储层岩石和束缚水的弹性能采出原油。衰竭式开采有以下三个优点,①充分利用天然能量②可以节省投资③地层适应性强。由于衰竭式开采是以压力的大幅度下降为代价进行开采的,因此,只要油藏的应力敏感性不是太强,都可以采用衰竭方式开采原油。
自然衰竭式方式开采依靠地层能量衰竭开发油田的方式往往发生在无气顶时水压驱动的油田开发初期,在该阶段没有压力补给系统,或者少数区块用来增压的注入井布局不适用,亦或是不合理。除此之外,当采液速度比较大,甚至含有边水、底水或者是气顶的储层能量发生衰竭,而水或者气体又不足以弥补由于采出原油而造成的地层亏空体积时,该开采方式也会产生作用。自然衰竭式开采分为两个阶段:①弹性封闭开采阶段,该阶段发生在地层压力由原始压力下降至泡点压力的时期;②溶解气驱开采阶段,该阶段发生在地层压力低于泡点压力的时期
衰竭式开采可以充分利用天然能量,节省投资,而且地层适应性强。因此,只要油藏的应力敏感性不是太强,都可以采用衰竭方式开采原油。下面主要对采油速度、油水粘度比、水平和垂向渗透率、水油密度差、地层水粘度、夹层等参数进行敏感性分析。对于衰竭式开采,不像补充能量开采,在一次采油后可通过二次采油甚至三次采油来提高最终采收率。如果低于合理速度开采,虽然能够有效保持地层压力,但从经济角度来说是不利的,而且地层天然能量就没有很好的利用。如果高于合理速度开采,虽然短期内有较好的经济效益,但从长期来看是不利的。一是因为底水锥进,油水界面上升不均匀,从而使边底水的波及系数降低;二是岩块被水包围时,油相渗透率会下降,位于岩块中部较小孔隙中的油很难排出来,甚至产生水锁,降低了驱油效率,导致最终采收率降低。尤其在开发早期,如果采油速度没有控制好,引起水淹,造成油水关系复杂,为中后期的生产和治理增加了难度。
自然衰竭式开采即无压力补给系统与具有压力补给的储层在采收率计算方法上是存在差异的。采用三种方法计算油田自然衰竭式开采的采收率:①采收率模型法,通过油藏开采的三维模拟试验计算采收率;②图表法,通过油藏自然衰竭式开采的采收率图表计算采收率;③API采收率公式法,通过API(美国石油学会)采收率公式计算采收率。通过流体动力学模拟试验得到的采收率结果是最可靠的，因为在计算过程中考虑了大量影响油藏开采过程的参数和因素,并且模型是根据实际储层状况建立起来的。该方法得到的采收率是技术文件中油田开发方案筛选和确定原油可采储量的依据。但是该方法存在的缺点是计算过程中工作量大、计算周期长；当进行模拟试验的模型缺乏稳定性时则不能确定原油采收率。 API 采收率计算公式由每个储油层实际参数组成，它使原油采收率计算过程变得简单。
利用图表法可以分别计算油藏弹性封闭开采阶段和溶解气驱开采阶段的采收率。使用基本的储层物性参数就可计算采收率，包括：原始地质储量、原油饱和度、储层孔隙度、原始地层压力、原油中气体饱和压力、气体因子、原油体积系数、 原油密度。在计算油藏弹性封闭开采的采收率时，除了上述基本参数以外，还需要考虑原油、地层水和岩石压缩系数。而对于溶解气驱时采收率的计算要具备的参数是溶解气含量、原油黏度和取决于开采压力的气体黏度。原始资料可以从储量估算和根据一定的试验研究来获得，当不具备上述手段时可以通过油田类比方法得到。在油藏自然衰竭式开采的采收率的计算图表中考虑了影响油田开发指标的储层特征动力学因素，并且该方法使用能量的增量作为计算的尺度，它可以表明地层压力下降过程中储层的能量状况。该指标决定了油藏自然衰竭式开采的目前和最终采收率大小。本文利用API采收率公式法和采收率图表法计算了均为自然衰竭式开采的13个油区的采收率，并将计算结果与技术文件中通过渗流力学模拟试验确定的采收率进行对比，计算结果如表1所示。
对表1中所列举的区块利用API公式法与渗流力学模拟试验法所得采收率结果之差的平均值为0.039, 通过方法调整以接近于彼尔姆地区储层条件可提高计算精度。利用图表法同样与渗流力学模拟试验法的计算结果具有良好的吻合性，其中谷德理夫兹夫和斯特列简油田的吻合性最好，并且在两个油田的运算过程中仅用到储层自身的参数。当储层原始资料均具备时采收率平均差值为
0.012；而新契民、卡梅史洛夫、列斯、萨斯诺夫和阿布立夫油田有三个基本参数（地层水压缩系数、介质和气体黏度）是通过油田类比方法得到的，因此降低了结果吻合性 , 其差值将近0.113。
通过上述计算可以发现，为了提高计算结果的准确度，应该利用具体储层中原油和油气物性与对应地层温度下压力之间的关系、原油和地层水以及介质（岩石）压缩系数。在必要的原始资料具备情况下利用油藏自然衰竭式开采的采收率图表法可完成以下工作；①确定弹性储量； ②监测储层能量状态、规划油田开发年限和预测油气产量；③根据目前储层压力和累计采油量可有效评价剩余地质储量。因此，为了快速计算油藏衰竭式开采条件下的采收率可以采用图表法和 API 公式法。利用图表法的优势在于能够快速拟合自然衰竭式开采的油藏能量 , 并且可以计算该开采方式下的采收率。
衰竭式开发后的主要问题有：①衰竭程度高的老区新井投产难度大，投产时间长，甚至不能自喷生产②地面工程不配套，限制油田的正常生产；③老区新井初期有较高产量，但稳产难度大，递减快；④老区地层亏空严重，部分老井已处于停喷的边缘。
另外，有的油田采取衰竭式方式开采,滚动开发。滚动开发油田的过程,也是对油田逐步提高认识的过程。由于在滚动勘探开发的过程中认识到缝洞组系的不均质性,就采取大斜度井沟通洞缝组系,改善储层条件,提高单井产量,发现底水活跃,就取消了打注水井的计划,避免了大量资金的浪费。随着新生产井的投入,