油气集输系统生产运行方案优化方法分析

赵海丽 高振国 杨彩霞

摘 要：文章以油气集输系统生产运行方案优化方法分析为研究对象，首先对油气集输系统生产存在的问题进行了探讨分析，随后从多个角度，提出了一些具体的油气集输系统生产运行方案优化方法，以供参考。

关键词：油气集输系统；生产运行方案；优化方法

前言：

油气集输系统是一个相对比较复杂的系统，在实际生产运行过程中，受生产技术的改良或设备的老旧等因素影响，导致系统生产运行安全稳定性下降，因此有必要对油气集输系统生产运行方案优化方法进行探讨分析，对于推动石油产业生产发展具有重要的意义。

一、油气集输系统生产存在的问题

当下油气集输系统中主要存在以下问题，一是能耗较大，在技术系统运行过程中，需要消耗大量能源，特别是在进行油水处理过程中，存在能源消耗大于能源需求问题，不利于油气集输系统生产效益提升。

二是计量不够清晰明确，在实际进行油气计量过程中，缺乏统一标准，实际计量较为混乱，不够明确清晰，同时在遇到一些特殊情况，需要单独进行油气计量，如此一来，不仅不利于生产效率提升，同时也会导致能耗增加。

三是油气集输系统生产运行不够安全。油气集输系统实际非常复杂，涉及的设备种类较多，生产工艺也十分丰富，需要做好必要的维护才能保障整体系统安全稳定运行，然而实际上，部分单位缺乏责任意识，没有将维护工作落实到位，从而导致油气集输系统生产运行安全风险增加。

二、油气集输系统生产运行方案优化方法分析

（一）以能耗最小为目标建立原油集输系统运行参数优化模型

结合实际原油集输管网结构特点，根据能量平衡与节点流量平衡原理，以以能耗最小为目标，建立原油集输系统运行参数优化是数学模型，并通过该模型，计算原油集输系统生产运行温降、压降等情况，并结合实际计算结果来对系统运行工况好坏进行判断，从而更加有助于对原油集输系统进行合理调节，最终达到降低系统生产运行能耗的目的。比如针对原油集输管网向外界散能量，将其折合成能耗费作为目标函数，可以建立如下最优模型 ，其中单位能耗费用用 表示，单位热力费用用 表示，单位动力费用用 表示，单位均为元/h。而在系统运行时，热力主要时介质沿着管线输送时散失，这里的介质具体指的是渗入的水与油井产出液体，因此热力费用可以用下式进行计算：

（1）

在（1）式中，水量质量流量用 表示，单位：kg/s；水比热容用C表示，单位：J /（kg·℃），掺水起点温度与中转展分离水温度差值用 表示，单位：℃；加热炉效率用 表示，取值85%；天然气发热值用 表示，单位：kJ/m3，本次取值为3600kJ/m3；天然气价格用 表示，单位：元/m3。

在计算动力费用时，主要是指流动介质在管道内的压力损失，因此可以按照以下公式进行计算：

（2）

在（2）式中，水量质量流量用 表示，单位：kg/s；所选泵扬程用 表示，单位：m；重力加速度用 表示，单位：N/kg；电价用 表示，单位：元/kW·h；所用泵效率用 表示，取值为75；电机效率用 表示，取值为0.95。通过运用上述模型与公式，即可计算出最小能源消耗，从而达到节能的目的。

（二）加强油气集输系统改造

架起那个油气技术系统改造，实现生产运行方案优化。具体可从三方面着手，一是做好脱水系统改造，优化改造的主要目的是将脱水与放水功能结合在一起，通过加强设备运行效率的监控，保障脱水功能能够始终稳定顺利发挥。若脱水系统已老化，可以对脱水系统进行改造优化，使其成为一个放水站。如果脱水系统能够勉强运行，可以适当对其进行化学处理。二是进一步加强对过渡集油系统的改造，在改造过程中，需要重新规划设计系统原有网络结构，增大原油井集油半径，升级站点，使其从三级变为二级，可有效降低运行成本，节约维护费用。三是做好安全管理措施改进，油气生产单位应围绕集输系统，通过组建项目储备库，不仅有助于系统运行生产效率提升，也能够有效保护生产安全。另一方面，针对原本的油气系统，需要简化系统结构，消除冗余设计，可有效减少系统生产 运行安全隐患。最后，针对集输系统运行，还应加强日常维护与管理，有效实现节能降耗，促使运行成本得到有效的降低，更好的延长设备的使用寿命；此外，油气生产单位自身还用加强统一管理，全面分析当下系统运行存在的安全隐患问题，落实好维日常維护，加强维护资金投入，保证修维护费用专款专用，更好的实现油气安全生产。

（三）引入先进的技术

在油气集输系统生产运行方案优化过程中，还可以引入先进的技术，例如信息网络技术，推动油气集输系统实现自动化生产，通过在信息技术的帮助下，实现数据的采集和传输，从而及时为观众人员提供相关信息。此外，信息技术还能够有效改进计量系统，统一计量标准，实现高效加热和变频控制，更好的监测管线、用电、加热炉、油气自动分离器等设备运行，可有效提升系统运行的整体稳定性与工作效率。又如还可以油水泵变频技术，一般来说，在石油经过一段时间开采后，油气的含水量比例会随着时间的推移逐渐上升，因此增加了原油处理难度，机泵数量增加的同时，相关能耗也会逐渐加大，因此为有效实现能耗节约，可以在泵机中引入变频技术，在提升泵机工作效率的同时，还能够有效降低能耗，推动油气集输生产实现更好的运行。

总结：

综上所述，油田企业在对油气集输系统生产运行进行优化过程中，首先应明确当下系统生产运行存在哪些问题，随后结合相关的问题，从多个角度进行考虑，寻求多种优化方法，例如从计算角度，做好模型优化，从生产角度，做好各种技术管理优化等，从而有效解决问题，实现石油安全我稳定生产。

参考文献：

[1] 刘斯达. 油气集输系统生产运行方案优化方法[J]. 化工管理，2015（27）：141-141.

[2] 乔宏宇. 关于油气集输系统进行优化设计的可行性分析[J]. 化工管理，2017（24）：111-111.

作者简介：赵海丽，女，（1975.7.23），在大庆油田有限责任公司第四采油厂从事集输工作。