油田集輸管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方法研究

張強(qiáng)

摘要：在選擇集輸管網(wǎng)路線時(shí)，必須考慮到所選擇的路線能夠保證生產(chǎn)的連續(xù)和企業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，這樣才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。因此，原油集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)提高油氣田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益起著十分重要的作用，它不僅能夠有效地控制油氣田企業(yè)的運(yùn)輸管網(wǎng)路線，同時(shí)還能夠大幅度地降低原油運(yùn)輸?shù)某杀?，提高油氣田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：油網(wǎng);集輸管網(wǎng);方法

1 油田集輸管網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀分析

在油田的生產(chǎn)作業(yè)過程中油井、地面管線以及油田集輸站相互結(jié)合共同構(gòu)成了油田的地面集輸管網(wǎng)，油田的地面集輸系統(tǒng)是整個(gè)油田地面工程建設(shè)的重中之重，油田在地面集輸系統(tǒng)方面的投資占到油田地面工程建設(shè)總投資的65%以上。進(jìn)一步針對(duì)油田的地面集輸管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠充分降低油田地面集輸系統(tǒng)的整體投資成本。我國油田的發(fā)展有一定的特殊性，因此油田的地面集輸系統(tǒng)在建設(shè)過程中難免會(huì)出現(xiàn)一些不合理的地方，從而導(dǎo)致在油田的實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)過程中，地面集輸系統(tǒng)出現(xiàn)了不能滿足油田實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)的現(xiàn)象。而當(dāng)前形勢下，針對(duì)油田集輸管網(wǎng)進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要的目的就是為了在充分保證油田生產(chǎn)作業(yè)的基礎(chǔ)上最大程度的縮減集輸管網(wǎng)的運(yùn)行成本，這樣才能充分提升油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，在油田進(jìn)行地面集輸管網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候首先要充分保證其鋪設(shè)路線的經(jīng)濟(jì)性，而且還不能對(duì)油氣的順利運(yùn)輸造成影響，這樣才能達(dá)到有效縮減投資成本的目的。

2 油田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 油田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化方案

從結(jié)構(gòu)上來說，油田集輸管網(wǎng)這一系統(tǒng)主要包括油井、中間站、管道和各種油庫等，在對(duì)其進(jìn)行管網(wǎng)優(yōu)化的時(shí)候，必須要以油氣田的生產(chǎn)工作作為參考和依據(jù)，并以此確定出轉(zhuǎn)油站的規(guī)模以及數(shù)量。因此，在油田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化的過程中，油氣田生產(chǎn)工藝尤為重要，其合理與否、高效與否，直接對(duì)優(yōu)化的結(jié)果產(chǎn)生了重要的影響。在具體的油田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化過程中，由于其涉及的領(lǐng)域較多，在優(yōu)化過程中，常常需要計(jì)算機(jī)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)模型、數(shù)學(xué)理論等學(xué)科作為支持。同時(shí)，在優(yōu)化的過程中，還要從以下幾方面著手：1）對(duì)油田地面集輸管網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定。具體來說，油田地面集輸管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有兩種，即樹狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)。在對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化的過程中，必須要選擇出最佳的結(jié)構(gòu)形式;2）運(yùn)用合理的數(shù)學(xué)模型，并設(shè)置最為合理的約束條件;3）確定一個(gè)合理的目標(biāo)函數(shù)，并在此基礎(chǔ)上制定最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案;4）利用最優(yōu)的數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行求解，并計(jì)算出最優(yōu)值。同時(shí)，結(jié)合計(jì)算的結(jié)果，確定最為優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案;5）對(duì)所計(jì)算出的模型結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并結(jié)合驗(yàn)證的結(jié)果，對(duì)已有的理論模型進(jìn)行分析，看是否需要對(duì)所采用的計(jì)算方法、數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 借助于最優(yōu)化理論規(guī)劃管網(wǎng)

通常情況下我們所說的油田集輸管網(wǎng)主要是由油氣管線、采油井場以及聯(lián)合處理站等幾個(gè)部分構(gòu)成，而這種集輸系統(tǒng)的描述往往需要借助于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)就是中轉(zhuǎn)站、油氣井以及集中處理站，地面鋪設(shè)的油氣集輸管線等共同構(gòu)成了一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)。在整個(gè)集輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中處理站所處的位置的以及處理站的數(shù)量設(shè)置，甚至集輸管網(wǎng)布置的合理性對(duì)油田集輸系統(tǒng)的成本投資有很大的影響。針對(duì)油田的地面集輸管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要對(duì)集輸管網(wǎng)的布置形式進(jìn)行全面優(yōu)化，其次還要優(yōu)選處理站的位置選擇，另外要結(jié)合的集中設(shè)計(jì)來合理的鋪設(shè)集輸管網(wǎng)，通過管網(wǎng)的合理布置來實(shí)現(xiàn)油田油氣集輸管網(wǎng)流量的合理分配，這樣才能最大程度的降低到油氣管道的施工投資成本。

2.3 做好油田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化布局

在油田進(jìn)行地面集輸管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)的的過程中，首先要充分利用關(guān)于系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)理論，構(gòu)造起包含各個(gè)生產(chǎn)作業(yè)單位以及管路布置等組成的集輸網(wǎng)絡(luò)的模型。然后充分利用模糊聚類分析方法對(duì)不同作業(yè)單位之間的等級(jí)關(guān)系進(jìn)行明確，并結(jié)合分析情況來合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)架，這樣才能充分保證管線咋愛平面上的布置方案實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。而針對(duì)油田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化布局設(shè)計(jì)要充分利用管網(wǎng)系統(tǒng)的模型優(yōu)化方式來進(jìn)行，在此過程中要對(duì)整體管網(wǎng)工程建設(shè)投資費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)，另外還要充分保證集輸管網(wǎng)在運(yùn)行過程中經(jīng)濟(jì)性，要讓集輸管網(wǎng)建設(shè)完成后便于實(shí)現(xiàn)集中管理。在建設(shè)過程中著重注意對(duì)集中處理站位置的優(yōu)選，以及集中處理站為節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行管網(wǎng)布局的優(yōu)化，這樣才能實(shí)現(xiàn)集水管網(wǎng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.4 集中處理站優(yōu)化選址設(shè)計(jì)

在整個(gè)集輸管網(wǎng)系統(tǒng)中，集輸站是其核心部位，對(duì)原油路線的選擇、規(guī)劃等，具有十分重要的影響，同時(shí)也對(duì)運(yùn)輸成本具有重要的作用。因此，在對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，集輸站的地質(zhì)選擇尤為重要，是整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在具體進(jìn)行選址優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，具有及一定的技巧向，必須要對(duì)運(yùn)輸路線的距離進(jìn)行合理的控制?？沙浞掷脠D論中最短的線路的矩陣算法、優(yōu)缺點(diǎn)比較法、定量選址法，獲得最為合理的集輸站位置。

2.5 油田地面集輸管網(wǎng)的其他優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行油田其余部分優(yōu)化選擇的時(shí)候，要對(duì)成本支出、施工風(fēng)險(xiǎn)以及管道的承壓能力等因素進(jìn)行全面考慮。另外，還要針對(duì)油田集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)劃做好相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，對(duì)基本工藝參數(shù)等進(jìn)行的合理的控制，充分保證油田集輸管網(wǎng)工藝方案的最優(yōu)化，同時(shí)還要針對(duì)整體集輸系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分利用AHP方法完成對(duì)井場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理，有效控制整體技術(shù)系統(tǒng)將建設(shè)的費(fèi)用支出，并合理控制其建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。另外還要通過精確的計(jì)算充分確定技術(shù)總站與各集輸站之管網(wǎng)的布局，針對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)中目標(biāo)的不同優(yōu)選最合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，而最后的整體方案布局要充分利用AHP法。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在進(jìn)行油田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中也要充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)。在確定各個(gè)井場的位置后，通過該合理的計(jì)算能夠得出整個(gè)集輸系統(tǒng)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)模型。然后利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并充分結(jié)合現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)理論模型以及相關(guān)的數(shù)學(xué)理論等方法，充分確定實(shí)際集輸系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)果，并利用樹狀結(jié)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，合理的設(shè)置約束條件后，通過數(shù)學(xué)分析最終確定最佳的優(yōu)化方案。

3 結(jié)束語

現(xiàn)階段，我國油田工程地面集輸管網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)具有比較高的復(fù)雜程度，并且系統(tǒng)性也比較強(qiáng)，所以對(duì)地面管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化的難度也比較大。此外，我國油田集輸管網(wǎng)優(yōu)化軟件的開發(fā)相對(duì)較晚，處于發(fā)展初期，所以進(jìn)一步提高了管網(wǎng)優(yōu)化難度。目前石油產(chǎn)業(yè)主要研究內(nèi)容應(yīng)該是對(duì)石油工程地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)以及研發(fā)，以此來使地面集輸管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化

參考文獻(xiàn)：

[1]于玥.油田集輸管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)探析[J].化學(xué)工程與裝備，2019（03）：29-30.

（作者單位：遼河油田建設(shè)有限公司）