随着石油工业不断向前发展,气藏开发的速度日益加快。根据气藏有无边、底水侵入,可将气藏划分为水驱气藏和封闭气藏两类。水驱气藏在己投入开发的气田中占很大的比重,对水驱气藏进行深入研究具有重要的理论意义和应用价值。物质平衡方程以其具有不考虑复杂的地下渗流,所需的资料较少,计算方法简单等优点,成为油藏工程师们研究水驱气藏的首选方法。但是由于水体的侵入,在利用物质平衡方程对水驱气藏进行研究时,水侵量的计算成为首要难题,造成了确定气藏原始地质储量与动态分析的困难,不能体现出其优势所在。 本文在大量的文献调研和分析研究基础上,通过对水驱气藏的分类和常规研究方法的剖析,提出了既适合定容气藏也适合于变容气藏的物质平衡方程通式,并对其进行了分析研究。在此基础上结合最优化原理,建立了求解水驱气藏地质储量与水侵量的优化模型,并用遗传算法对该模型进行了求解;根据水驱气藏的水侵特点,建立了水驱气藏水侵模式识别与水体参数计算的优化模型;根据物质平衡方程原理提出了利用生产数据对水驱气藏采收率进行预测计算的新方法;通过对常规产能测试的不足进行分析,提出了能克服常规产能分析方法误差的最优化产能分析方法,通过该方法可以准确的确定出产能二项式系数的值,在此基础上,利用物质平衡方程与气藏生产系统相结合,提出了引进生产时间的水驱气藏（井）优化配产模型;最后利用Visual C⁺⁺语言,在windows下编制了水驱气藏优化计算分析软件,通过对水驱气藏实例分析以及和常规方法的对比证明,本文方法简单可靠,对水驱气藏的开发具有一定的指导意义。