淺談油氣集輸管網布局優化設計

王曉歡

摘要：在油田地面工程中，油氣集輸系統是主體工程，油田生產過程中，隨著油氣的開采，將采出物進行分離處理，需要經過油氣集輸的生產過程，對油氣集輸管網進行優化布局，提高管網的運行效率，降低油氣集輸管網維護的費用，相應地降低油田生產成本，提高了油田生產的經濟效益。

關鍵詞：油氣集輸;管網布局;優化設計

1前言

油氣集輸系統是油田地面管網工程的核心，這一系統由礦井、計量間、中轉站、聯合站等多級站點結構組成。該系統的投資費用主要包括管網造價、各中間站造價和系統運行費用。管網和中間站的初期投資一般占整個油田地面工程的60%-70%，而且運行時又消耗大量的熱力和動力。因此考慮運行損耗的油氣集輸管網的優化設計，提出合理的設計方案，對節約投資，降低能耗。提高經濟效益和社會效益具有重要的意義。油氣集輸管網的優化設計一般是以投資最小為目標，確定管網布局和管網參數。同時油氣集輸管網水力、熱力耗散巨大，在油田生產能耗中占主導地位，所以對集輸管網進行優化可收到顯著的經濟效益。

2油氣集輸流程設計的原則

油氣集輸的步驟靈活可變，各種各樣的條件和相互之間的關系都會對油氣集輸的工藝和系統產生影響，例如在地理環境之間的差異，地理、濕度、氣候的不同導致油氣集輸的差異，比如油氣田內部的組成不一樣和油氣的運移方式的不同都會導致集輸設計的不同，所以在油氣集輸和設計當中要充分的考量各個方面的影響因素，優化油田集輸系統，采用最合理的油氣田集輸系統。對于油氣集輸系統的設計，首先要考慮的就是能量資源的消耗問題，這就需要網絡系統的安全事宜。第一，在開采和生產過程中，要充分的最大可能的把油氣田的資源開發收集起來，把石油從第一生產線充分的收集，在對于原油和天然氣的加工的資源消耗減

到最低。第二，每個油氣田內部的壓力都不一樣，而且油氣田的開采階段的不同，壓力也會隨之發生變化，在石油和天然氣的開發過程中要時刻關注壓力的變化，在合適的時間進行壓力的轉換，最大限度地節約生產和作業的成本，可以適當地提高輸出效率，同時要減少各種不必要的工作環節，在最大程度上降低生產中的消耗，

3油氣集輸管網布局的優化方案

在生產作業的結構和配置上來看，油氣集輸工藝技術網絡包括很多不同的環節，比如油井、中間站、管道系統等等。在油氣田的集輸技術工藝當中，涉及到了很多技術相關領域，工作操作也繁重，需要有數學理論、物理理論、計算機技術，還要有經濟方面的相關知識，在設計的過程當中，要充分考慮到很多方面相互聯系的關系。第一，充分利用現代科技，利用大數據和物理方面的知識，結合計算機分析對集輸技術工藝系統進行設計;第二，根據實際情況，每個油田的工作操作情況不一樣，要選取合理合適的數學模型，結合各個相關的影響因素和約束條件;第三，選定合適的數學物理模型，制定相應的函數，對具體的方案進行優化;第四，對制定的相應的函數進行解答，解出最優解，確定適合的設計方案;第五，對解答的模型進行反饋驗證，結合已有的數據分析，對反饋進行驗證，使得模型可以得到充分的優化和改良。

3.1 地面集輸管網的優化

集輸系統在運行的過程當中會和地面的油庫、油站、中間站和管道運輸有密切的關系，這對原油和天然氣的運輸有很大的好處，給油田的生產和工作提供了很多便利。對于地面的各個系統和部門而言，在設計和規劃的過程中，要根據實際情況及時進行考量，充分的考量各個方面的影響因素，各種連接方式，結合機器的數量和規模，保證網絡管理的優化和規范。

油氣田的集輸管網的設計和規劃，要合理的優化，需要充分了解油井的點位，在這個基礎上要選擇合適的規劃網絡，選擇合適的數學模型和物理模型，對各種參數之間的模擬和作為，分析網絡的地址和關系，合理的整合數據，完善規劃方案。

3.2 井組的優化設計

油氣田的地質環境和地理條件關系著油氣田內部的集輸流程，在多種開發環節中，針對不同的地段而言，需要應用不同的集輸流程，考慮到油井數量的影響，實際優化設計過程中一般將集輸流程分為單井集輸流程和多井集輸流程。目前在分組的過程中都需要滿足集輸半徑的約束，需要在充分考慮集油站建設規模的基礎上，應用最優化分析的方法，確定出多種井組和集油站之間的關系，盡可能縮短不同油井和集油站之間的間距，降低運輸費用和管道布設費用，提髙分布的合理性。

3.3 系統布局的優化設計

在系統布局優化過程中，需要選用最合理的管線路徑圖，計算出最短連接路徑，構建出原油集輸管網的基本構架，明確不同作業單位的等級關系，以最優設置為主要目標，結合實際優化管線的平面布置方案。應用科學的原油集輸管網系統，可以降低建設成本和運輸成本，另外在管理過程中也更加容易。在復雜的地形和惡劣的氣候條件下，集輸管網同樣適用，在原油網絡設計過程中具有較強的適應性。

3.4 集中處理站的選址優化

集中處理站是油氣田集輸管網中的重要組成部分，集中處理站的選址問題就成為重點，在原油運輸路線的選擇和規劃工作中將直接受到集中處理站位置的影響，集中處理站的位置也間接關系著運輸成本。在集中處理站選址的過程中，可以應用最短路徑的矩陣算法進行優化，獲得最合理的集中處理站位置，縮短原油的總運輸距離，降低運輸成本。

4油氣集輸管網布局的發展趨勢

隨著我國經濟的發展，石油行業也要做到精益求精，在原先就有的油氣集輸管網布局優化的基礎上，要著眼新的技術，大力優化油氣集輸管網布局，將地面技術管網的優化、井組的優化、系統布局的優化設計和集中處理站的選址的優化等一系列的方面列入到優化的項目中，促進油氣集輸管網布局優化的健康穩定的發展。

油氣集輸管網布局是一個十分復雜的結構，對它進行優化要有詳細和龐大的數據支撐，牽一發而動全身，涉及到各種各樣的系統組合，因此，對油氣集輸管網布局的優化，未來的研究趨勢就是利用計算機模擬軟件，利用軟件可以快速經濟的對油氣集輸管網布局進行各項參數的調控和模擬，可以考慮到各種各樣的影響因素，通過多次的實驗和模擬才能找到最合適的優化方案，使其滿足不斷發展變化的油田生產的需要，更好地完成油氣集輸的生產任務。

5結束語

在油田中，油氣集輸管網系統的設計和優化的工作涉及面廣，在優化設計的過程當中，必須充分的考慮到各項影響因素的作用，結合實際情況對集輸管網的分布路線進行優化，縮短地面集輸管網的長度，并且借助計算機的幫助對優化方案進行多次模擬，以便能夠找到適合的優化方案。

參考文獻：

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