隨著石油科學和開采技術的發展，油田開發方式也在不斷進步。在19世紀後半葉和20世紀初，主要以消耗天然能量的方式進行開發油田。直到20世紀三四十年代，人工註水補充能量的開發方式才逐步發展起來，成為石油開發史上的重大突破。但是，目前並不是所有的油田都采用註水開發，而是有多種開發方式，歸納起來有以下幾種。
壹、利用天然能量開發利用天然能量開發是壹種傳統的開發方式。其優點是投資少、成本低、投產快。只需按照設計的生產井網鉆井，無需增加采油設備，石油依靠油層自身的能量就可流到地面。因此，它仍是壹種常用的開發方式。其缺點是天然能量作用的範圍和時間有限，不能適應油田較高的采油速度及長期穩產的要求，最終采收率通常較低。利用天然能量開發可分為以下幾種方式。
1.彈性能量開采油層彈性能量的儲存和釋放過程與彈簧的壓縮和恢復相似。油層埋藏在地下幾百米至幾千米的深處。開發前油層承受著巨大的壓力，因此在油層中積蓄了壹定的彈性能量。當鉆井打開油層進行采油時，油層的均衡受壓狀態遭到破壞。油層巖石顆粒和孔隙中的液體因壓力下降而膨脹，將部分原油推擠出來，流向井底噴至地面。隨著原油的不斷采出，油層中壓力降低的範圍不斷擴大，壓力降低的幅度不斷增加，油層中的彈性能不斷減少。壹般的砂巖油藏，靠彈性能量僅能采出地下儲量的1%～5%。
2.溶解氣能量開采在日常生活中經常可見到這樣壹種現象，當打開汽水或啤酒瓶蓋時，汽水或啤酒會隨著氣泡壹起溢出瓶口。這是因為在制造汽水、啤酒時，加壓使汽水、啤酒中溶解了壹定數量的二氧化碳氣體。當打開瓶蓋時，瓶內壓力下降，二氧化碳的溶解度減小，很快從汽水、啤酒中分離出來，同汽水、啤酒壹起湧出瓶口。溶解氣能量開采就是利用這個原理。打開油層開始采油後，油層壓力降低。當其壓力低於飽和壓力時，在高壓下原來溶解在原油中的天然氣就分離出來，以自由的氣泡存在。在向井底流動的過程中，由於壓力越來越低，氣泡體積不斷膨脹，就沿著油層把原油推向井底。
在利用溶解氣能量的開采過程中，由於氣體比原油容易流動，往往是氣體先溢出來。溶解在原油中的天然氣量大幅度減少使原油變得越來越稠、流動性越來越差。當油層中溶解的天然氣能量消耗完後，油層中還會留下大量的原油。因此，只依靠溶解氣能量開采，壹般只能采出原始儲量的百分之十幾。
3.氣頂能量開采有些油田在油層的頂部存在氣頂。油田投入開發後，含油區的壓力將不斷下降。當這壹壓力降傳遞到氣頂時，將引起氣頂發生膨脹，氣頂中的氣體就會侵入到儲存原油的孔隙中，將原油驅向生產井井底。
4.水壓驅油能量開采水壓驅油分為邊水驅動和底水驅動兩種形式，如圖4-11所示。無論是邊水驅動還是底水驅動，地下油層必須與地面水源溝通，開采時才能得到外來水源的補充。如果油田面積小、水壓驅動條件好、水的補給量與采出的油量平衡，那麽在開采過程中油田的產油量和地層壓力就可以在較長時間內保持穩定，可以獲得較好的油田開采效果和較高的最終采收率。但實際中絕大多數天然水壓驅動的油田，外界水源的補給都跟不上能量的消耗，因此開采效果不很理想。
圖4-11 水壓驅油能量開采示意圖
此外，如果油層具備傾角大、厚度大及滲透性好等條件，原油還可依靠自身的重力將油驅向井底。重力驅油作用往往與其他能量同時存在，但在多數情況下所起的作用不大。
從上面幾種情況可以看出，依靠油層自身的天然能量可以采出壹定的油量。在滿足石油產量要求的前提下，根據油層和油田的具體情況，可以利用某種天然能量進行開采。
二、保持壓力開采把原油從地下開采出來依靠的是油層內的壓力。油層壓力就是驅油的動力。在驅油過程中要克服各種阻力，包括油層中細小孔道的阻力、井筒內液柱的重力和管壁摩擦阻力等。油層壓力能夠克服所有這些阻力，原油才能從地下噴至地面，生產正常運行。前面所介紹的依靠天然能量開采壹般不能保持油層壓力，油田不能長期高產、穩產和實現較高的采收率。在長期的油田開采實踐中，人們找到了壹種保持油層壓力的方法,就是人工向油層內註水、註氣或註入其他溶劑，從而給油層輸入外來能量以保持油層壓力。
下面介紹人工保持油層壓力的具體方法。
1.人工註水人工註水就是在油田開發過程中，人為地把水註入油層中或底水中，以保持或提高油層的壓力。目前國內外油田采用的註水方式歸納起來主要有四種：邊緣註水、切割註水、面積註水和點狀註水。所謂註水方式就是註水井在油藏中所處的部位以及註水井與生產井之間的排列關系。
總的來說，壹個油田的註水方式要根據國內外油田的開發經驗與本油田的具體特點來確定。應針對不同的油田地質條件選擇不同的註水方式。油層性質和構造條件是確定註水方式的主要地質因素。下面分別介紹各種註水方式的定義及其適用條件。
1)邊緣註水在邊緣註水方式中，註水井排位於構造中油水邊緣附近的等高線上，基本上與含油邊緣平行。這樣可使油水前緣有壹個良好的界面，讓水向油區均勻推進，實現較高的采收率，如圖4-12所示。
圖4-12 邊緣註水示意圖
實線—含油外緣；虛線—含油內緣；△—註水井；○—生產井邊緣註水方式適用於面積不大(油藏寬度不大於4～5km)、構造比較完整,油層穩定,邊部和內部連通性好,油層的流動系數較高的油田。
世界上采用邊緣註水開發方式比較成功的有前蘇聯的巴夫雷油田。該油田的面積為80km2，平均有效滲透率是600×10-3μm2，油層比較均勻、穩定，邊水活躍。采用邊緣註水方式後，油層的平均壓力穩定在14～15 MPa。在註水後的5年內，原油日產量基本上沒有波動。
邊緣註水方式的優點是油水界面比較完整，註入水逐步由外向油藏內部推進，因此比較容易控制水線。無水采收率和低含水期采收率較高，最終采收率也很高。適用於邊水比較活躍的中小油田。邊緣註水方式也有缺點。由於遮擋作用，能夠受效的生產井壹般不超過三排。當油田較大時，其內部的生產井難以受到註入水的影響。此外，部分註入水可能會發生外溢現象，從而降低註水效果。
2)邊內切割註水對於面積大、儲量豐富、油層性質穩定的油田，壹般采用邊內切割註水方式。註水井排將油藏分割成若幹個相對獨立的單元。每個單元稱為壹個切割區，可以看作是獨立的開發單元進行開發和調整，如圖4-13所示。
圖4-13 邊內切割註水示意圖
△—註水井；○—生產井采用邊內切割註水方式的條件是：油層分布面積大,註水井排上可以形成比較完整的切割水線；每個切割區內布置的生產井與註水井之間有較好的連通性；油層具有壹定的流動系數，以保證在切割區壹定的井排距離內，註入水能比較好地傳遞到生產井排。
實施邊內切割註水時需要經歷排液、拉水線和全面註水三個階段。排液的目的是清除註水井井底周圍油層內的汙染物，在井底附近造成局部低壓帶。拉水線就是註水井排上壹口井排液，壹口井註水，在註水井排上首先形成水線。全面註水就是在拉水線的基礎上，把註水井排上的排液井改為註水井，使註水井排上的水線向切割區內的生產井排推進。
國內外壹些大油田采用邊內切割註水方式取得了很好的開發效果。例如，前蘇聯的羅馬什金油田采用邊內切割註水方式，效果很好，大部分油井保持了自噴生產。美國的面積約為200km2的克利—斯耐德油田，初期依靠彈性能量開采，之後轉為溶解氣驅方式。為了提高采油速度和最終采收率，後來采用了邊內切割註水方式，使油田由溶解氣驅動改變成水壓驅動。結果油層壓力得到恢復，大部分油井保持了自噴。我國的大慶油田面積大，其中壹些好油層的儲量大、油層延伸長度大、油層性質好，占儲量80%以上的油砂體都可以延伸到3.0km以上。這些油層采用邊內切割早期註水的方式開采，已取得了很好的開發效果。
邊內切割註水方式的優點是：可根據油田的具體地質特征選擇最佳的切割井排形式、方向和切割距；可以根據開發期間認識到的油田更詳細的地質構造資料，進壹步調整為面積註水方式；切割區內生產井排受益情況比邊緣註水方式好。
但這種註水方式也有其局限性。第壹，不能很好地適應油層的非均質性。對於在平面上油層性質變化較大的油田，往往使相當部分的註水井處於低滲地帶，造成註水效率不高。第二，同壹切割區內，內排與外排生產井受註入水的影響不同，因而開采不均衡。外排井的生產能力大、見水快，而內排井的生產能力不易發揮。第三，註水井排兩側的地質條件不同時，會出現區與區之間的不平衡。
3)面積註水將油層按照壹定的幾何圖形劃分成若幹個單元，在每個單元的頂點和中心部位分別布置生產井和註水井，從而構成在整個含油區域內的面積註水方式。根據油井和註水井相互位置及構成的井網形狀，面積註水可分為四點法、五點法、七點法、九點法、反九點法、正對式排狀註水、交錯式排狀註水等。值得指出的是，不同國家甚至同壹國家的不同油田，關於面積井網的命名方法可能會不同。壹種是以註水井為中心包括周圍的生產井而構成的註水網格來命名，在這個網格中壹***有幾口井就稱為正幾點井網，簡稱幾點井網。另壹種則以生產井為中心包括周圍的註水井而構成的單元來命名。這裏我們采用第壹種命名方法。將正井網中的生產井與註水井的位置對調而得的井網稱為反井網。井網的特征可借助於圖4-14說明。
圖4-14 面積註水井網示意圖
△—註水井；○—生產井從圖4-14中可以看出：四點井網是由壹口註水井和周圍的三口生產井構成的。每口註水井影響三口生產井，而每口生產井同時受到六口註水井的影響。該井網的註水井與生產井井數比為2∶1。不同面積井網的井網參數簡要列於表4-2中。
表4-2 不同面積井網的井網參數
早期進行面積註水開發時，註水井經過適當排液即可轉入註水，並使油田投入全面開發。這種註水方式實質上是把油層分割成許多小單元。壹口註水井控制壹個單元，並同時影響周圍的幾口油井。而每口油井又同時在幾個方向上受註水井影響。顯然，這種註水方式的特點是采油速度較高，生產井容易受到註入水的充分影響、見水時間早。
采用面積註水方式的條件是：第壹，油層分布不規則，多呈透鏡狀分布；第二，油層的滲透性差,流動系數低；第三，油田面積大,構造不夠完整,斷層分布復雜；第四，可用於油田後期的強化采油，以提高采收率；第五，雖然油田具備切割註水或其他註水方式的條件，但為了達到更高的采油速度，也可采用面積註水方式。
2.人工註氣人工註氣是在油田開發過程中，用人工方法把氣體註入油層中，以保持和提高油層壓力。人工註氣分為頂部註氣和面積註氣。頂部註氣就是把註氣井布置在油藏的氣頂上，向氣頂中註氣以保持油層壓力；面積註氣是根據需要按某種幾何形狀在油田的壹定位置上部署註氣井和采油井，進行註氣采油。
三、開發方式的選擇對於具體油田，開發方式的選擇原則是：既要合理地利用天然能量又要有效地保持油藏能量，確保油田具有較高的采油速度和較長的穩產時間。為此，我們必須進行區域性的調查研究，了解整個水壓系統的地質、水文地質特征和油藏本身的地質—物理特征，即必須了解油田有無邊水、底水，有無水源供給區，中間是否有斷層遮擋和巖性變異現象，油藏有無氣頂及氣頂的大小等。
當通過預測及研究確定油田天然能量不足時，則考慮向油層註入水、氣等驅替工作劑。
註入劑的選擇與儲集層結構及流體性質有密切關系。當儲集層滲透率很低時，註水效果通常較差，油井見效慢。若儲集層性質均勻、滲透性好、水敏性粘土礦物少、原油粘度低，註水開發效果就好。當斷層或裂隙較多時，註入流體可能會沿斷裂處竄入生產井或非生產層。因此，必須搞清斷層的走向和裂隙的發育規律，因勢利導，以擴大註入劑的驅替面積。
開發過程的控制，即開發速度也會對驅動方式的建立產生重大影響。開發速度過大，由於外排生產井的屏蔽遮擋作用，往往使內部油井難以見效。也可能造成氣頂和底水錐進、邊水舌進，影響最終采收率。開發速度過小又滿足不了對產量的要求。
實施人工註水、註氣還要考慮註入劑的來源及處理問題。註水必然要涉及水質是否與儲集層配伍以及環保等問題。註入冷水、淡水可能會對地下溫度、原油物性及粘土礦物產生影響。因而需要考慮是否要加添加劑、是否要進行加熱預處理等。
顯然，向油層註入驅替劑會增加油田的前期投資、設備和工作量。因此，需要對采取該措施所能獲得的采收率和經濟效益進行預測。
人們最初向油層註水，是當油田開采了相當長的時間，天然能量接近枯竭的時候，為了進壹步采出油層中剩余的原油而進行的。這種做法稱為晚期註水。在長期的油田開發實踐中，人們發現保持油層壓力越早，地下能量損耗就越少，能開采出的原油也就越多。於是就有意識地在油田開發初期向油層註水以保持壓力，這種方法叫早期註水。目前，世界上許多油田都采用了早期註水。我國的大慶油田，在總結了國內外油田開發經驗和教訓的基礎上，根據本油田的特點，在油田開發初期就采用了邊內切割註水保持油層壓力的開發方式。生產實踐表明：由於油層壓力保持在壹定水平上，油層能量充足，油田產量穩定。
由於水的來源廣、價格便宜、易於處理，而且水驅效果壹般比溶解氣驅等驅動方式好，我國有條件的油田都采用註水方式開發，並取得了顯著的經濟效益。它是我國現階段科技水平的產物，今後有待於進壹步發展。此外，為了實現有效註水，還應采取多方面的措施，尤其是工程工藝方面的措施，以提高水驅效果。
總之，人工保持油層壓力的方法，要根據油田的具體情況來確定。