油田地面集輸管網(wǎng)的現(xiàn)狀分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了一個(gè)有效的提升，同時(shí)也推動(dòng)了我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)程，在油氣田地面建設(shè)中，建設(shè)重心逐漸轉(zhuǎn)到了地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)上了，通過(guò)對(duì)地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化，可以對(duì)工程運(yùn)行成本進(jìn)行一個(gè)有效的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)工程經(jīng)濟(jì)效益最大化，降低管網(wǎng)建設(shè)的成本預(yù)算。所以油氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，要合理調(diào)控每個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)接關(guān)系，使集輸管網(wǎng)的優(yōu)化更加全面。

關(guān)鍵詞：油田地面;集輸管網(wǎng);現(xiàn)狀;優(yōu)化設(shè)計(jì)

1油田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化的重要意義

對(duì)于我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和建設(shè)來(lái)說(shuō)，石油是最重要的能源，也是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)，因此石油在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著非常重要的作用。

油田地面集輸管網(wǎng)是油氣輸送的主要方式。集輸網(wǎng)絡(luò)的健康運(yùn)行對(duì)油田企業(yè)的生產(chǎn)有著非常重要的影響。優(yōu)化現(xiàn)有集輸管網(wǎng)，可以大大減少油氣輸送過(guò)程中的能源浪費(fèi)，從而有效提高油氣輸送效率，使油田企業(yè)的生產(chǎn)成本得到適當(dāng)降低。此外，油田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化可以降低地面集輸管網(wǎng)的安全隱患。對(duì)于油田企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以降低安全風(fēng)險(xiǎn)，有效保障生產(chǎn)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

由于油田地面集輸管網(wǎng)建設(shè)成本較高，一些油田企業(yè)甚至將總建設(shè)成本的60%投入到集輸管網(wǎng)建設(shè)中。對(duì)油田地面集輸管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使其布局更加合理，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，在很大程度上可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和建設(shè)成本，這對(duì)提高油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國(guó)油田工業(yè)持續(xù)健康發(fā)展十分有利。

2油氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1借助于最優(yōu)化理論規(guī)劃管網(wǎng)

隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，油氣田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化迫在眉睫。油氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。油氣田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的組成成本包括管道、采油井場(chǎng)和處理站。這三個(gè)部分是整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的核心，它們通過(guò)一定的節(jié)點(diǎn)相互作用，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。這種差異化的結(jié)構(gòu)不可能獨(dú)立存在，它們主要依靠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能優(yōu)勢(shì)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來(lái)控制，以管道、井場(chǎng)、加工站代替節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)相對(duì)均衡的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，集中處理站的位置不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的限值標(biāo)準(zhǔn)。管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)布置對(duì)集中處理站的選址影響很大。在優(yōu)化油氣田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的過(guò)程中，要有一定的全局觀，知道從何入手。我們不僅要做好系統(tǒng)的總體布置和控制，還要處理好集中處理站的位置，以最優(yōu)的數(shù)量鋪設(shè)管道，將管道流量控制在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，在一定程度上降低管道成本預(yù)算。

2.2優(yōu)化油氣田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)布局

油氣田地面集輸管網(wǎng)系統(tǒng)布局優(yōu)化是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。應(yīng)考慮一些外部因素。首先，要全面了解系統(tǒng)布局的理論知識(shí)，能夠熟練運(yùn)用設(shè)計(jì)理論，全面規(guī)劃設(shè)計(jì)單元和管線節(jié)點(diǎn)，建立節(jié)點(diǎn)型線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)模型，采用模糊聚類法進(jìn)行可視化分析，確定各單元節(jié)點(diǎn)的操作級(jí)別。合理調(diào)整各級(jí)框架結(jié)構(gòu)，平衡管道平面坡度。做好管網(wǎng)系統(tǒng)的布局優(yōu)化，應(yīng)從管網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，采取多種優(yōu)化方案，合理利用建設(shè)投資成本，并將其用在刀刃上，最大限度地發(fā)揮資金計(jì)劃的作用。為了便于集輸管網(wǎng)的管理，可以進(jìn)一步優(yōu)化油氣集中處理站的地理位置，使油氣集輸更加穩(wěn)定。對(duì)于集中處理站，需要選擇合適的地址，優(yōu)化集中處理站的位置。在具體的優(yōu)化過(guò)程中，要保證線路的連續(xù)性，合理規(guī)劃運(yùn)輸線路，將運(yùn)輸線路的總長(zhǎng)度控制在合理的范圍內(nèi)。在運(yùn)輸線路的討論過(guò)程中，需要深化計(jì)算方法，采用最短距離矩陣算法來(lái)保證最短距離。隨著距離的減小，管道系統(tǒng)的運(yùn)輸成本可以在一定程度上降低。在選址方面，通過(guò)比較，可以從各種選址方法中選出最佳的一種。不同的選址方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。常用的選址方法有德?tīng)柗品治龇ê投窟x址法。這些選址方法可根據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際情況確定。

2.3油氣田地面集輸管網(wǎng)的其他優(yōu)化設(shè)計(jì)

油氣田集輸管網(wǎng)涉及的工藝技術(shù)比較多，包含的技術(shù)性操作也比較多，相應(yīng)的對(duì)工作人員的專業(yè)能力要求也越高，在相關(guān)工藝技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中，需要合理調(diào)控工藝參數(shù)，制定詳細(xì)的工藝操作方案，規(guī)劃每一個(gè)操作環(huán)節(jié)。管網(wǎng)系統(tǒng)呈一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在優(yōu)化的時(shí)候，可以從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手，進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，通過(guò)AHP法確定井站中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低管網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，同時(shí)也可以節(jié)約部分成本開(kāi)支。在一級(jí)集氣站和集氣總站中，布設(shè)一個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)，明確系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)，然后進(jìn)行系統(tǒng)性的優(yōu)化，最后，以AHP法確定最優(yōu)的布局方案。

油氣田地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化需要確定好管網(wǎng)與油井之間的相對(duì)距離，以距離節(jié)點(diǎn)布設(shè)出科學(xué)合理的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有效提高集輸管網(wǎng)的運(yùn)輸效率，降低成本預(yù)算。在這幾年的發(fā)展中，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平得到了一個(gè)有效的提升，越來(lái)越多的技術(shù)應(yīng)用到了油氣田中，使得油氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化方式也越來(lái)越多樣化，不同的優(yōu)化方式其適用的范圍不同，要根據(jù)管網(wǎng)實(shí)際情況進(jìn)行合理的調(diào)控。油氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)包含了各個(gè)方面的內(nèi)容，需要對(duì)各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行一個(gè)有效的融合：首先找出油氣田地面集輸管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型在決定選用環(huán)狀管網(wǎng)還是樹(shù)狀管網(wǎng);建立一個(gè)可視化數(shù)據(jù)模型，設(shè)置全面的條件語(yǔ)句;對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行分析，通過(guò)分析結(jié)果合理規(guī)劃設(shè)計(jì)方案;以模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行求解，計(jì)算出最優(yōu)值，然后驗(yàn)證模型數(shù)據(jù)的可行性，并對(duì)模型進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化完善。

結(jié)論

綜上所述，就我國(guó)的油田企業(yè)來(lái)說(shuō)的話，優(yōu)化地面集輸管網(wǎng)能夠在很大的程度上減少企業(yè)在生產(chǎn)還是建設(shè)當(dāng)中投入的費(fèi)用，進(jìn)而有效地將油田集輸?shù)倪\(yùn)行效率提升上來(lái)，讓油田企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。不過(guò)目前我國(guó)的油田集輸管網(wǎng)的優(yōu)化技術(shù)還不是特別先進(jìn)，還是處在發(fā)展的階段，所以相關(guān)的技術(shù)人員需要繼續(xù)加大研發(fā)的力度，運(yùn)用更多先進(jìn)的技術(shù)來(lái)有效地推動(dòng)我國(guó)油田行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：王騏，出生年月：1992.12.26，性別：男，籍貫：甘肅酒泉，學(xué)歷：本科，畢業(yè)院校： ?重慶科技學(xué)院，職稱：助理工程師，目前從事工作：新能源地?zé)峁┡敼芫W(wǎng)地面建設(shè)，單位：研究方向：管網(wǎng)集輸、地面工程建設(shè)。