浅谈油气集输管网布局优化设计

王晓欢

摘要：在油田地面工程中，油气集输系统是主体工程，油田生产过程中，随着油气的开采，将采出物进行分离处理，需要经过油气集输的生产过程，对油气集输管网进行优化布局，提高管网的运行效率，降低油气集输管网维护的费用，相应地降低油田生产成本，提高了油田生产的经济效益。

关键词：油气集输;管网布局;优化设计

1前言

油气集输系统是油田地面管网工程的核心，这一系统由矿井、计量间、中转站、联合站等多级站点结构组成。该系统的投资费用主要包括管网造价、各中间站造价和系统运行费用。管网和中间站的初期投资一般占整个油田地面工程的60%-70%，而且运行时又消耗大量的热力和动力。因此考虑运行损耗的油气集输管网的优化设计，提出合理的设计方案，对节约投资，降低能耗。提高经济效益和社会效益具有重要的意义。油气集输管网的优化设計一般是以投资最小为目标，确定管网布局和管网参数。同时油气集输管网水力、热力耗散巨大，在油田生产能耗中占主导地位，所以对集输管网进行优化可收到显著的经济效益。

2油气集输流程设计的原则

油气集输的步骤灵活可变，各种各样的条件和相互之间的关系都会对油气集输的工艺和系统产生影响，例如在地理环境之间的差异，地理、湿度、气候的不同导致油气集输的差异，比如油气田内部的组成不一样和油气的运移方式的不同都会导致集输设计的不同，所以在油气集输和设计当中要充分的考量各个方面的影响因素，优化油田集输系统，采用最合理的油气田集输系统。对于油气集输系统的设计，首先要考虑的就是能量资源的消耗问题，这就需要网络系统的安全事宜。第一，在开采和生产过程中，要充分的最大可能的把油气田的资源开发收集起来，把石油从第一生产线充分的收集，在对于原油和天然气的加工的资源消耗减

到最低。第二，每个油气田内部的压力都不一样，而且油气田的开采阶段的不同，压力也会随之发生变化，在石油和天然气的开发过程中要时刻关注压力的变化，在合适的时间进行压力的转换，最大限度地节约生产和作业的成本，可以适当地提高输出效率，同时要减少各种不必要的工作环节，在最大程度上降低生产中的消耗，

3油气集输管网布局的优化方案

在生产作业的结构和配置上来看，油气集输工艺技术网络包括很多不同的环节，比如油井、中间站、管道系统等等。在油气田的集输技术工艺当中，涉及到了很多技术相关领域，工作操作也繁重，需要有数学理论、物理理论、计算机技术，还要有经济方面的相关知识，在设计的过程当中，要充分考虑到很多方面相互联系的关系。第一，充分利用现代科技，利用大数据和物理方面的知识，结合计算机分析对集输技术工艺系统进行设计;第二，根据实际情况，每个油田的工作操作情况不一样，要选取合理合适的数学模型，结合各个相关的影响因素和约束条件;第三，选定合适的数学物理模型，制定相应的函数，对具体的方案进行优化;第四，对制定的相应的函数进行解答，解出最优解，确定适合的设计方案;第五，对解答的模型进行反馈验证，结合已有的数据分析，对反馈进行验证，使得模型可以得到充分的优化和改良。

3.1 地面集输管网的优化

集输系统在运行的过程当中会和地面的油库、油站、中间站和管道运输有密切的关系，这对原油和天然气的运输有很大的好处，给油田的生产和工作提供了很多便利。对于地面的各个系统和部门而言，在设计和规划的过程中，要根据实际情况及时进行考量，充分的考量各个方面的影响因素，各种连接方式，结合机器的数量和规模，保证网络管理的优化和规范。

油气田的集输管网的设计和规划，要合理的优化，需要充分了解油井的点位，在这个基础上要选择合适的规划网络，选择合适的数学模型和物理模型，对各种参数之间的模拟和作为，分析网络的地址和关系，合理的整合数据，完善规划方案。

3.2 井组的优化设计

油气田的地质环境和地理条件关系着油气田内部的集输流程，在多种开发环节中，针对不同的地段而言，需要应用不同的集输流程，考虑到油井数量的影响，实际优化设计过程中一般将集输流程分为单井集输流程和多井集输流程。目前在分组的过程中都需要满足集输半径的约束，需要在充分考虑集油站建设规模的基础上，应用最优化分析的方法，确定出多种井组和集油站之间的关系，尽可能缩短不同油井和集油站之间的间距，降低运输费用和管道布设费用，提髙分布的合理性。

3.3 系统布局的优化设计

在系统布局优化过程中，需要选用最合理的管线路径图，计算出最短连接路径，构建出原油集输管网的基本构架，明确不同作业单位的等级关系，以最优设置为主要目标，结合实际优化管线的平面布置方案。应用科学的原油集输管网系统，可以降低建设成本和运输成本，另外在管理过程中也更加容易。在复杂的地形和恶劣的气候条件下，集输管网同样适用，在原油网络设计过程中具有较强的适应性。

3.4 集中处理站的选址优化

集中处理站是油气田集输管网中的重要组成部分，集中处理站的选址问题就成为重点，在原油运输路线的选择和规划工作中将直接受到集中处理站位置的影响，集中处理站的位置也间接关系着运输成本。在集中处理站选址的过程中，可以应用最短路径的矩阵算法进行优化，获得最合理的集中处理站位置，缩短原油的总运输距离，降低运输成本。

4油气集输管网布局的发展趋势

随着我国经济的发展，石油行业也要做到精益求精，在原先就有的油气集输管网布局优化的基础上，要着眼新的技术，大力优化油气集输管网布局，将地面技术管网的优化、井组的优化、系统布局的优化设计和集中处理站的选址的优化等一系列的方面列入到优化的项目中，促进油气集输管网布局优化的健康稳定的发展。

油气集输管网布局是一个十分复杂的结构，对它进行优化要有详细和庞大的数据支撑，牵一发而动全身，涉及到各种各样的系统组合，因此，对油气集输管网布局的优化，未来的研究趋势就是利用计算机模拟软件，利用软件可以快速经济的对油气集输管网布局进行各项参数的调控和模拟，可以考虑到各种各样的影响因素，通过多次的实验和模拟才能找到最合适的优化方案，使其满足不断发展变化的油田生产的需要，更好地完成油气集输的生产任务。

5结束语

在油田中，油气集输管网系统的设计和优化的工作涉及面广，在优化设计的过程当中，必须充分的考虑到各项影响因素的作用，结合实际情况对集输管网的分布路线进行优化，缩短地面集输管网的长度，并且借助计算机的帮助对优化方案进行多次模拟，以便能够找到适合的优化方案。

参考文献：

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[2]李俐莹.关于油气集输工程管网布局设计研究[J].石油石化节能.2021（04）.13-15+7

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