试论油气集输系统生产运行方案优化

摘 要：本文主要根据系统分析作为基础，根据分级的优化方式，将油气集输系统的规划方案进行分解成拓扑优化以及参数优化两个方面，进而为这个系统的优化设计打开一个新的思路。

关键词：油气集输；生产运行；优化

作为油田地面工程的主要工程，油气集输系统与供水、注水、供电等主要工程构建了大型的生产系统。油气集输系统包含管站系统的创建投资与生产运行耗费等主要两方面的的投资，这对于油田地面的工程投资来讲极为重要。并且对于投资来讲，这两个方面都是投资方面的重中之重，根据油气集输系统，为了减小投资量，只能通过油气集输系统的规划方案进行一步步的优化，从而使其达缩小投资的目的，但是由于此类的不足，所以需要通过分析为基础，从而是分级分治的方式提供优化方案的求解方式。

一、油气集输系统生产运行方案最优化的目的和意义

集油、脱水、稳定以及储运等工作是油气集输系统的主要不同环

节，系统所要完成的通过井口将油井产出的油、气、水等液体进行收集，并将这些运送到接转站、计量站或者处理站进行分离、计量以及净化之后，最后再运送到油库作为原油进行外输[1]。这个系统是一项十分繁琐的多级网络系统，并且也是一个庞大的能量耗费系统。据有关资料显示，油气集输能耗通常是原油总能耗的30%到40%左右，耗费的热能以及电能成为了油田节能的主要对象。

我国目前在石油资源上出现了比较紧张的局面，导致我国在石油资源的使用与利用上，更加依赖从国外进口，只有这样才能保持我过的石油资源可以维持正常使用[3]。如今，我国在油田生产中，通常出现生产能耗过大的问题，人们已经注意到了这一点，所以现如今人们已经开始注意节能方面的问题，同时并坚持可持续发展原则，并将其看做重中之重，将其列为我国的一项基本国策。现如今，我国油气田地面体统在巨大的压力下，面对如此恶劣的局面，油田生产单位可以通过以下几种途径来完成油气田集输体统的改善：

（1）脱水处理：在油气集输过程中，进行脱水处理，进一步降低其污水处理程度。

在系统优选中，选择系统运行工艺参数，提升炉效，通过高技术、高温材质进行节能，这才是有效解决油气集输能耗的主要方式。

调整和改变当前的油气集输系统，不断推进优化和节能降耗的技术，并进一步同油田的生产状况相结合，从而实现降低生产成本、提高系统速度、节省能源的目的。

二、油气集输系统最优化概述

从油田的整体生产来看，油气集输和油田开发、油藏勘探、采油工程等相同，都是非常重要的生产阶段，是将处于油田各个地点的油气井排出物进行收集，进行加工后使之变成合格的商品，再提供给客户的过程。油气集输是以油井为出发点，矿场原油库或者输气管线、输油管线当做重点的矿场工作。

（一）我国油气集输系统最优化的发展过程

油气集输系统相当于油田地面生产体系的中心，长期以来，我国的专业学者都在对油气集输系统的布局优化进行不断深入探讨、研究。相较于国外发达国家而言，我国对于油气集输系统的优化设计研究的起步相对较晚，主要从以下方面进行深入研究：

（1）朱崎在1985年提出了经济管径的定义，通过总折合费用的最小值来建立经济管径，并提供了数学模型，可是这个优化只局限在管径。

（2）杨廷觉在1986年通过管道的年成本费用作为目的函数创建管道的模型，

通过而为坐标的方法进行求解。

（3）郑清高在1990年进行了管道外径、设计以及压缩的优化，通过网格的方式求解。

（4）王玉春在1993年通过灰色关联分析法对方案进行优选。

（5）肖芳淳在1996年通过灰色理论，综合物元分析的理念，研发出灰色物元分析方式，这个方式适合用在所有需要进行排序优选的状况。

（6）董正远在1996年相对全面的考量到对管道总费用的所有因素造成的影响，把所有费用折合成为设备的使用时间结束时的折旧费用，并将这个折旧费用当做目的函数，给出管道优化设计的经济化模型，证实了通过约束改变尺度来进行优化计算。

（二）我国油气集输系统最优化的发展现状

目前，我国在研究方面仍限制在分级优化、动态规划以及传统优化的理论方法上。其中，把集输问题通过抽象的方式表现为任意形式的网络模型，可以分成拓扑级、几何级进行分级优化设计。同时可以通过迭代进行协调的方式，在实际的使用过程中获得巨大的经济效益，也有把的灰把油区划分成井组，通过直接搜寻的方式获得答案的应用方式。近几年来，紧急搜索、人工神经网络、模拟退火、遗传算法等先进的优化计算方式在油田研发的决策过程中获得了不同程度的使用。

三、油气集输系统生产运行方案优化的发展趋势

通过归纳总结一切可以执行的方案通常被称之为最优化技术，在多种优化技术当中找到最佳方式。计算机技术还不是很发达，无法达到要求，所以在真正的实践中，经常会受到复杂的计算量所限制，同时也会受到实践性的东西所限制，所以，我们只能在一些有限的方案中进行优选，也就是我们常说的最优化问题，也被定义为数学模型，当然，模型的答案永远是数学模型问题的最重要因素[2]。单纯形法可以让一切线性规划问题进行断绝，可是，对于非线性规划范围来讲，因为实际问题的繁琐性，还没有一个可以处理所有非线性规划问题的合理、有效的计算方式。

四、总结

油气集输系统生产运行方案的优化设计属于一个非常繁琐的系统工程，想要对其直接进行优化是非常困难的。本文主要根据系统分析作为基础，通过对油气集输系统生产运行方案最优化的目的和意义以及油气集输系统最优化概述进行分析，并且分析了油气集输系统的未来发展趋势，旨在为相关工作提供依据。

参考文献

[1]刘晓燕，毛前军，刘立君.大庆低渗透油田集输系统节能效益研究[J].节能技术，2010（06）.

[2]侯进才.原油集输系统能耗分析与综合优化设计软件开发[D].东北石油学，2011.