油氣田地面集輸管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)探討

劉天元

（大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司，黑龍江 大慶 163712）

1 集輸流程設(shè)計(jì)原則

油氣田地面集輸管網(wǎng)的流程不是固定的，對(duì)設(shè)計(jì)存在影響的主要因素包括：（1）油氣田中所包含的不同物質(zhì)所具有的不同性質(zhì)；（2）地理環(huán)境對(duì)油田管網(wǎng)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的限制；（3）企業(yè)選擇的運(yùn)營(yíng)模式和經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。這些因素對(duì)于技術(shù)方案的設(shè)計(jì)都具有很大的影響，企業(yè)需要對(duì)各方面進(jìn)行比較選擇具有較高性價(jià)比的流程。首先，要最大限度的對(duì)油氣田開(kāi)采出的資源進(jìn)行全面的收集，并且將油氣田資源轉(zhuǎn)化成符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的天然氣或者原油，保證損耗降至最低；其次，在開(kāi)展資源輸送的過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)礦井中壓力的飲用，將其轉(zhuǎn)變成系統(tǒng)運(yùn)行需要的壓力，促進(jìn)輸出半徑的增加，使中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)盡量減少，降低油氣損耗[1]；再次，要將熱量進(jìn)行合理的應(yīng)用，將其輸送到油田技術(shù)流程的溫度管理當(dāng)中，促進(jìn)整體保溫效果的提高，降低熱能損耗。最后，在特定的限制情況下，選擇最為合適的工藝和系統(tǒng)柜開(kāi)展油氣集輸，促進(jìn)整體效率的提高。

2 集輸管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.1 通過(guò)最優(yōu)化理論進(jìn)行管網(wǎng)規(guī)劃

油氣田集輸管網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)⒂蛶?kù)、功能站、工藝管道進(jìn)行連接，并實(shí)現(xiàn)原油和伴生氣的輸送。在對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)氣井中氣體的構(gòu)成、產(chǎn)量和壓力等進(jìn)行確定。在開(kāi)展地面設(shè)計(jì)規(guī)劃過(guò)程中要開(kāi)展綜合評(píng)定，將油站和油井的連接方法、轉(zhuǎn)油站和計(jì)量站的規(guī)模進(jìn)行分析，從而保證整體布局的合理性和規(guī)范化。油氣田地面集輸管網(wǎng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化需要首先對(duì)油井和中轉(zhuǎn)站的位置進(jìn)行明確，然后選擇科學(xué)合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)集輸管網(wǎng)的規(guī)劃，所以在進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要選擇最佳的數(shù)學(xué)模型開(kāi)展參數(shù)模擬，選擇好管網(wǎng)的位置和站點(diǎn)地址，將所有數(shù)據(jù)開(kāi)展全面的梳理和分析，從而保證系統(tǒng)分析的全面性和科學(xué)性。

2.2 對(duì)井組開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)

油氣田內(nèi)部的集輸流程主要的決定因素是油氣田的地理環(huán)境和地質(zhì)情況，各個(gè)開(kāi)發(fā)階段和區(qū)塊需要選擇差異化的集輸流程，集輸流程又分為兩種，也就是單井和多井集輸流程。針對(duì)面積較大且包含許多油井的油氣田，可以分為多個(gè)組別，并針對(duì)油井采集到的原油在對(duì)應(yīng)的集油站開(kāi)展統(tǒng)一處理，然后集中進(jìn)行往外輸送。分組的主要標(biāo)準(zhǔn)是油井周邊的地理環(huán)境以及集油站的生產(chǎn)量，通過(guò)最優(yōu)化的分組方法實(shí)現(xiàn)投資成本的節(jié)約。當(dāng)前多數(shù)分組方法都是在集輸半徑的限制下開(kāi)展分組，并且利用距離之和最小的原則開(kāi)展劃分，缺乏對(duì)集油站規(guī)模的考量[2]。最優(yōu)化分組的目的是保證井組合集油站間具有最好的關(guān)聯(lián)，從而保證成本最小化，分布合理化。

2.3 系統(tǒng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)

原油集輸管網(wǎng)系統(tǒng)布局優(yōu)化主要是依據(jù)不同作業(yè)單位開(kāi)展管線鋪設(shè)時(shí)設(shè)計(jì)路徑的最優(yōu)化，并以此為依據(jù)構(gòu)建起加權(quán)簡(jiǎn)單圖網(wǎng)絡(luò)模型，然后通過(guò)計(jì)算獲取到最小連接的方法和理論，尋找到加權(quán)簡(jiǎn)單圖的最小數(shù)作為管線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)框架。要將各個(gè)作業(yè)單位之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行重要程度的劃分，并確定好結(jié)構(gòu)的構(gòu)成設(shè)置，從而保證管線平面布置方案的最優(yōu)化。經(jīng)過(guò)對(duì)原油集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的最優(yōu)化規(guī)劃，不但能夠促進(jìn)建設(shè)投資成本的有效降低，還能夠節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用，使企業(yè)在管理集輸管網(wǎng)時(shí)更加便利。不論地形多么復(fù)雜，氣候多么惡劣，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的管網(wǎng)都能夠正常工作，所以這一方法具有普遍的適 用性。

2.4 集中處理站的選址優(yōu)化設(shè)計(jì)

作為集輸管網(wǎng)系統(tǒng)的核心構(gòu)成部分，集輸站地址的選擇是管網(wǎng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容。由于集輸站的位置對(duì)于運(yùn)輸路線的選擇和規(guī)劃具有直接的影響，從而直接影響運(yùn)輸?shù)某杀?，因此要?duì)其進(jìn)行重點(diǎn)的規(guī)劃。在進(jìn)行選址時(shí)，可以根據(jù)圖論中路線最短的矩陣算法進(jìn)行，從而保證選址的合理性，促進(jìn)總運(yùn)輸距離的大幅縮短，將運(yùn)輸成本降至最低。

3 結(jié)語(yǔ)

油氣田地面集輸管網(wǎng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜和繁瑣的工程，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要依據(jù)管網(wǎng)的需求開(kāi)展路線的設(shè)計(jì)，在明確油氣田位置的情況下選擇管線的分布路線，最終的目的是促進(jìn)管網(wǎng)長(zhǎng)度的降低，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)油站與不同油井間距離的考量，依據(jù)分布特點(diǎn)對(duì)管網(wǎng)路線進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。