徐勇 紅巖 李維旻（長慶油田第二采油廠）

油氣集輸系統(tǒng)是在油井和各原油庫之間存在的一種集輸系統(tǒng)，其中也包括兩者相連的管道和中轉(zhuǎn)站。確定油井和原油庫周圍的壓力、氣體組成和產(chǎn)量的因素，然后按照現(xiàn)有工藝對其進(jìn)行建設(shè)，確保中轉(zhuǎn)和運(yùn)輸過程的實(shí)現(xiàn)，形成油氣集輸管網(wǎng)布局。

一、油氣集輸工程

一般來說，油氣集輸系統(tǒng)工程是油田地面工程中的重點(diǎn)內(nèi)容，占有成本的60%～70%，占有整個油田工程成本的近一半，因此要做好管網(wǎng)布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證工程成。在油氣集輸系統(tǒng)工程中，需要花費(fèi)過程成本的內(nèi)容包括油井和原油庫的開發(fā)和建設(shè)、連接管道、中轉(zhuǎn)站的建設(shè)和其中的生產(chǎn)費(fèi)用等。在油氣集輸管道的建設(shè)中，各類原材料的花費(fèi)也可達(dá)到八位數(shù)的消耗，而且油氣集輸系統(tǒng)過程本身就屬于一個能源的消耗工程，所以更好做好管網(wǎng)布局的優(yōu)化工作，做好工程成本控制工作。目前在油氣集輸過程管網(wǎng)布局中較常采用的方式有星形集輸管網(wǎng)和環(huán)形集輸管網(wǎng)。但是由于環(huán)形集輸管網(wǎng)在使用的過程中，能有效的減少管道原材料的使用以及各個中轉(zhuǎn)站的建設(shè)，因此對于成本控制工作幫助極大，也是目前較為常用的集輸管網(wǎng)布局方式。

二、油氣集輸工程管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的和理論依據(jù)

現(xiàn)如今石油開采工作由于油區(qū)的開采難度加大，工程成本在逐年提高，因此做好油氣集輸工程管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)極為重要。其中最主要的目的就是降低工程成本，因?yàn)樵谟蜌饧敼こ痰墓芫W(wǎng)布局設(shè)計(jì)中對于各種材料的要求、各油井和中轉(zhuǎn)站的建設(shè)以及運(yùn)輸管道的長度上都有較高的要求，不能在其中壓縮成本，以免由于材料的劣質(zhì)或運(yùn)輸管道的設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致油氣集輸工程管理出現(xiàn)質(zhì)量問題和安全問題，既影響石油企業(yè)的正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)，也影響人員的生面安全，同時如果出現(xiàn)問題之后的二次維修，會讓成本比原來更多，基于這些問題考慮，只能在

管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)上減少成本，既不影響管網(wǎng)的質(zhì)量，又能控制成本。

油氣集輸工程的管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)工作是一個工程量極大、工藝復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，其中設(shè)計(jì)到的領(lǐng)域有很多，包括油氣集輸過程理論、數(shù)學(xué)知識和計(jì)算機(jī)操作等，尤其是近幾年來，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用對于油氣集輸過程的管網(wǎng)設(shè)計(jì)更加重要。油氣集輸過程的管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)是根據(jù)將要開采石油的種類和性質(zhì)，再結(jié)合油井所在地的位置和環(huán)境，設(shè)計(jì)出最佳的開采和運(yùn)輸工藝，既能滿足油田的開采要求，又能保證運(yùn)輸過程的有效性和安全性。在設(shè)計(jì)過程中，實(shí)行最佳的拓?fù)洳季衷O(shè)計(jì)。我國的油田開采方式一般都是注水開發(fā)，液量變化跨度大，對于產(chǎn)物的性質(zhì)影響要較大，這樣給設(shè)計(jì)過程又帶來了更高的要求，在設(shè)計(jì)過程中，必須找到各個項(xiàng)目間的聯(lián)系，保證各設(shè)計(jì)因素的整體性和合理性，不過在設(shè)計(jì)的過程中如果只實(shí)行人工設(shè)計(jì)，那么很難保證設(shè)計(jì)的完整性和準(zhǔn)確性，因此需要有計(jì)算機(jī)軟件來輔助人工設(shè)計(jì)。

三、油氣集輸工程管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

油氣集輸工程管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個工作量極大而又工藝復(fù)雜的過程，其中需要考慮的因素眾多，如果優(yōu)化設(shè)計(jì)需要同時在多個因素間進(jìn)行，那么很難有所成效，因此需要部分優(yōu)化，也可以說管網(wǎng)布局的優(yōu)化問題并不是整體優(yōu)化過程，而是部分最大優(yōu)化的過程。具體優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有以下方面：其一是管網(wǎng)布局的拓?fù)洳季衷O(shè)計(jì)，涉及到從油井到原油庫再到各個中轉(zhuǎn)站之間的聯(lián)系問題，所謂拓?fù)洳季?，就是有一個專門的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行描述和設(shè)計(jì)，保證管道之間的聯(lián)系和運(yùn)轉(zhuǎn)。其二是各個站點(diǎn)的選址，包括原油庫和中轉(zhuǎn)站，在選址的時候既要保證該處的位置因素和環(huán)境因素符合石油的儲備和中轉(zhuǎn)，又要保證在最后連接輸油管道的時候有最佳線路。在站點(diǎn)的選址需要考慮的因素有很多，因此并不是隨隨便便就確定位置，既需要到實(shí)地勘察，明確其周圍環(huán)境是否適合，又要在確定選址之后設(shè)計(jì)連接線路，保證在線路連接的過程中不會由于距離過遠(yuǎn)浪費(fèi)原材料，增加成本，又要保證長度和壓力之間的平衡，以免出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題，同時也要考慮線路連接的方便性。其三是運(yùn)輸管道材料的選擇，在選址之后就需要連接運(yùn)輸管道，保證石油從油井的運(yùn)輸過程，管道的選擇既要保證運(yùn)輸過程的安全，也要保證材料的最大使用限度，在不影響運(yùn)輸質(zhì)量和安全的前提下，盡量減少成本，那么每一段管道的材料參數(shù)上都需要精準(zhǔn)計(jì)算，包括口徑和厚度以及長度與壓力的關(guān)系等。其四是在實(shí)際運(yùn)行過程中的各因素，管網(wǎng)布局最終的目的還是要投入使用，在石油開采和運(yùn)輸?shù)倪^程中起到最佳的作用，因此對于實(shí)際使用條件的限制將更加嚴(yán)格，包括溫度、濕度、壓強(qiáng)和氣體含量和產(chǎn)量等因素，優(yōu)化設(shè)計(jì)這些參數(shù)才能保證最終的開采和運(yùn)輸過程的質(zhì)量和安全，以及總體成本控制。

我國自1998年起，在油氣集輸工程管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)優(yōu)化中正在逐年取得成效，綜合在管網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程在我國的發(fā)展過程中可以看出，優(yōu)化方面已經(jīng)從基本的單一口徑到多元素優(yōu)化，成本控制水平越來越高，優(yōu)化方面也越來越全面。不過還是存在著一些問題沒有很好的解決，拓?fù)洳季种锌偣艿篱L度的確定，設(shè)計(jì)方案和實(shí)際操作中遇到的障礙問題等，這些問題導(dǎo)致的優(yōu)化設(shè)計(jì)的不全面，有的時候還會造成工程成本的增加，因此需要相關(guān)工作人員不斷努力，在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上，更加做好油氣集輸工程的管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

結(jié)語

綜上所述，油氣集輸工程工藝復(fù)雜，而且工作量又極大，因此在管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)的時候有很多的限制條件，到目前為止，并沒有任何一個設(shè)計(jì)軟件能解決所有在油氣集輸工程管網(wǎng)布局中的問題，本文所做的優(yōu)化設(shè)計(jì)也是在目前條件所能允許中指出了基本的優(yōu)化設(shè)計(jì)方向和一般方法，希望隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我們能完全解決在油氣集輸工程管網(wǎng)布局中的設(shè)計(jì)問題，創(chuàng)造出一款最佳的設(shè)計(jì)軟件，保證油氣運(yùn)輸過程的管網(wǎng)布局合理、高效、安全。

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