梁彪

摘要：油田技術(shù)系統(tǒng)基于油氣運輸、供水、注水以及采出水管網(wǎng)共同組成極為復(fù)雜的一個多級流體系統(tǒng)，針對油田的正常生產(chǎn)、運行具有非常關(guān)鍵的作用。為了能夠降低投資額，提升經(jīng)濟效益，油田集輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計探究極為必要。文中基于模糊數(shù)學(xué)的方式，基于油氣集輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，把生產(chǎn)運營技術(shù)參數(shù)與管線管徑當(dāng)成是設(shè)計變量，基于管網(wǎng)系統(tǒng)的最小投資、最大生產(chǎn)、最小的運行能耗作為目標(biāo)，建立目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計相關(guān)問題的數(shù)學(xué)模型與求解方式。把模糊優(yōu)化獲得的世界方案同傳統(tǒng)計算方式進行比較，對模型推導(dǎo)、程序編制的精準(zhǔn)程度進行驗證。

關(guān)鍵詞：油氣集輸系統(tǒng);生產(chǎn)運行參數(shù);模糊優(yōu)化;技術(shù);模型;

油田集輸系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，是基于管網(wǎng)拓撲的結(jié)構(gòu)圖，對管徑、生產(chǎn)運行相關(guān)工藝的參數(shù)進行設(shè)計，目的是要減少管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的投資與其實際生產(chǎn)運行產(chǎn)生的能源消耗。在參數(shù)的實際優(yōu)化過程中，為了能夠確保設(shè)計方案符合實際生產(chǎn)的具體要求，要求變量、某些節(jié)點參數(shù)的設(shè)計在要求范圍內(nèi)，需要其滿足一定的約束條件。針對集輸工藝方面的存在的不同，優(yōu)化參數(shù)的時候要考慮的問題也不同。

一、數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建和求解

因為客觀世界存在多樣性與復(fù)雜性，很多事物無法進行精準(zhǔn)、明確的概念進行描述，客觀事物存在的模糊性，其知識模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生，模糊實際上就是說便捷病情，也就是在質(zhì)方面不具備精準(zhǔn)含義，在量方面不存在明確界限。便捷不清的模糊概念，并非因為人主觀認知無法滿足客觀實際所出現(xiàn)的，其是事物客觀的屬性，屬于事物差異間存在于中間過渡的結(jié)果。模糊優(yōu)化屬于模糊數(shù)學(xué)當(dāng)中的組成部分，模糊優(yōu)化是基于模糊數(shù)學(xué)最為工具，對模糊目標(biāo)的函數(shù)進行探析，在模糊約束之下對問題進行優(yōu)化。在油田技術(shù)系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計工作當(dāng)中，最為關(guān)鍵的方式便是模糊約束?；谀：碚撓嚓P(guān)語言對變量進行描述，并且獲得有效解決，讓設(shè)計能夠滿足理想的優(yōu)化成效。

（一）構(gòu)建模糊的數(shù)學(xué)模型優(yōu)化

在既定集輸系統(tǒng)布局完成之后，對于不同形式的集輸技術(shù)流程，模糊表征油氣集輸管網(wǎng)的溫度、流速與溫度等的模糊性約束條件，對參數(shù)實施優(yōu)化。其中包含三個要進行考慮的目標(biāo)，就是極小化的管網(wǎng)投資、動力能耗費用、熱力能耗費用。基于其作為目標(biāo)函數(shù)，集輸系統(tǒng)的模糊約束問題進行優(yōu)化。隸屬度函數(shù)是模糊問題轉(zhuǎn)化成為問題明確性提供了階級方式，所有模糊自己相關(guān)隸屬函數(shù)的明確基于工程背景，這里包含半降梯形的分布情況。

（二）模型求解

對迷糊模型進行求解優(yōu)化的基本措施，就是要將模糊優(yōu)化的問題轉(zhuǎn)變成為非模糊優(yōu)化的問題，使用普通方式進行求解?；谀：哪繕?biāo)函數(shù)和模糊的約束函數(shù)關(guān)系，求解模型的模糊優(yōu)化可以劃分成為兩種類型：對稱性的模糊優(yōu)化模型、非對稱性的模糊模型優(yōu)化。在非對稱性的模型當(dāng)中，目標(biāo)與約束起到的作用實際上屬于并不對等，在對稱模型當(dāng)中，目標(biāo)與約束之間的地位是相等的。輸系統(tǒng)通常不會涉及到人身安全，安全性還能夠基于技術(shù)措施進行有效補償。并且因為官網(wǎng)系統(tǒng)的一次性投資數(shù)額非常大，希望目標(biāo)與約束都能夠同時被予以滿足。所以，構(gòu)建模糊的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，使用非對稱性的模糊優(yōu)化模型進行求解。在使用對稱性迷糊優(yōu)化模型會進行求解的時候，進行模糊判決。基于得到的結(jié)果來構(gòu)建迭代計算方式。也就是說，對稱條件之下的集輸系統(tǒng)多目標(biāo)模糊優(yōu)化能夠獲得更為有效的解決。

二、分析算例

（一）優(yōu)化多級形式的油氣技術(shù)官網(wǎng)的參數(shù)模型

針對油氣集輸系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計的形態(tài)而言，現(xiàn)代國內(nèi)廣泛應(yīng)用的多級技術(shù)系統(tǒng)的形式，也就是油井產(chǎn)出物在經(jīng)過計量站、聯(lián)合站與轉(zhuǎn)油站等中間環(huán)節(jié)的處理之后，最終會集輸?shù)接蛶飚?dāng)中。

（二）對模型進行求解

使用matlab軟件對求解程序進行對應(yīng)的編制，在初始變量的管道半徑被設(shè)置為210mm，壓強設(shè)置為7.5MPa，溫度設(shè)置為95℃的時候，基于程序計算獲得下面結(jié)果：

X=50.0000 25.0000 63.5153

Fevl=2.4661e+007

Ans=0.8147

那么因為計算結(jié)果是α=0.8147，最合適的管道半徑數(shù)值是50mm，壓強是2.5MPa，溫度數(shù)值是64℃，目標(biāo)函數(shù)的數(shù)值是2.4661e+007元。

（三）

使用數(shù)值解法對模糊的優(yōu)化方式進行計算，把計算所得的數(shù)值進行分析對比，直接對算法進行搜索，這是最優(yōu)化計算方式當(dāng)中的一種，其也就是其數(shù)值計算方式。直接搜索的計算方式，只需要對目標(biāo)函數(shù)所有點的函數(shù)數(shù)值進行計算，并不需要對其導(dǎo)數(shù)進行求解，直接搜索的計算方式對比見解計算方式的收斂速度比較慢，可是其會比解析方式更為容易，其適用于難以對目標(biāo)函數(shù)實施求異優(yōu)化的問題。所以，在這里要使用直接搜索計算方式對油田地面的管網(wǎng)-油氣站系統(tǒng)實施參與優(yōu)化，求得參數(shù)優(yōu)化的最終數(shù)值。

直接搜索計算方式的參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，屬于約束非線性的規(guī)劃問題，基于這種方式把約束優(yōu)化轉(zhuǎn)變成為無約束的優(yōu)化，使用對應(yīng)的方式關(guān)聯(lián)黃金分割法進行求解。使用matlab程序所獲得的優(yōu)化結(jié)果是：

x=51.9961 28.0000 64.5313

fevl=2.6866e+007

計算結(jié)果可知，最合適管道半徑是52mm，壓強是2.8MPa，溫度是65℃，目標(biāo)函數(shù)的數(shù)值是2.6866e+007元。

結(jié)束語：

基于模糊優(yōu)化和混合計算方式的比較分析，分別選擇50mm與52mm半徑的管道，壓強與溫度方面稍微有些不同，模糊化之后的經(jīng)濟花費會比直接搜索法偏少。所以，在對自變量是不確定量相關(guān)問題進行優(yōu)化解決的時候，模糊優(yōu)化方式是的實際應(yīng)用較好，也會在油田地面的油氣集輸修通參數(shù)問題進行優(yōu)化。模糊問題優(yōu)化的所有與解法中，核心是基于模糊轉(zhuǎn)化成為非模糊，在對模糊模型進行優(yōu)化求解的時候，選擇對稱和非對稱模型的時候，要綜合問題存在的現(xiàn)實背景，不可以對一種模型進行硬性套用。文中對模糊算法的優(yōu)化只限于在平面布局上，難以在復(fù)雜地貌的油氣田中進行實際應(yīng)用，所以建設(shè)三維地形條件之下的不同官網(wǎng)系統(tǒng)的模糊參數(shù)數(shù)學(xué)模型優(yōu)化，和求解算法的相關(guān)問題需要進行深入探究。

參考文獻：

[1]王佳楠.油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行參數(shù)模糊優(yōu)化技術(shù)研究[D].東北石油大學(xué)，2017.

[2]潘峰，周金鵬，陳雙慶，陳思奇.油氣集輸管網(wǎng)運行參數(shù)模糊優(yōu)化研究[J].遼寧化工，2016，45（11）：1399-1402.

[3]徐明全.油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化措施分析[J].化工管理，2016（21）：3.

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