油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化方法分析

趙海麗 高振國 楊彩霞

摘 要：文章以油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化方法分析為研究對象，首先對油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)存在的問題進行了探討分析，隨后從多個角度，提出了一些具體的油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：油氣集輸系統(tǒng)；生產(chǎn)運行方案；優(yōu)化方法

前言：

油氣集輸系統(tǒng)是一個相對比較復(fù)雜的系統(tǒng)，在實際生產(chǎn)運行過程中，受生產(chǎn)技術(shù)的改良或設(shè)備的老舊等因素影響，導(dǎo)致系統(tǒng)生產(chǎn)運行安全穩(wěn)定性下降，因此有必要對油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化方法進行探討分析，對于推動石油產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有重要的意義。

一、油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)存在的問題

當(dāng)下油氣集輸系統(tǒng)中主要存在以下問題，一是能耗較大，在技術(shù)系統(tǒng)運行過程中，需要消耗大量能源，特別是在進行油水處理過程中，存在能源消耗大于能源需求問題，不利于油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)效益提升。

二是計量不夠清晰明確，在實際進行油氣計量過程中，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實際計量較為混亂，不夠明確清晰，同時在遇到一些特殊情況，需要單獨進行油氣計量，如此一來，不僅不利于生產(chǎn)效率提升，同時也會導(dǎo)致能耗增加。

三是油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行不夠安全。油氣集輸系統(tǒng)實際非常復(fù)雜，涉及的設(shè)備種類較多，生產(chǎn)工藝也十分豐富，需要做好必要的維護才能保障整體系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，然而實際上，部分單位缺乏責(zé)任意識，沒有將維護工作落實到位，從而導(dǎo)致油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行安全風(fēng)險增加。

二、油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化方法分析

（一）以能耗最小為目標(biāo)建立原油集輸系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化模型

結(jié)合實際原油集輸管網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點，根據(jù)能量平衡與節(jié)點流量平衡原理，以以能耗最小為目標(biāo)，建立原油集輸系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化是數(shù)學(xué)模型，并通過該模型，計算原油集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行溫降、壓降等情況，并結(jié)合實際計算結(jié)果來對系統(tǒng)運行工況好壞進行判斷，從而更加有助于對原油集輸系統(tǒng)進行合理調(diào)節(jié)，最終達到降低系統(tǒng)生產(chǎn)運行能耗的目的。比如針對原油集輸管網(wǎng)向外界散能量，將其折合成能耗費作為目標(biāo)函數(shù)，可以建立如下最優(yōu)模型 ，其中單位能耗費用用 表示，單位熱力費用用 表示，單位動力費用用 表示，單位均為元/h。而在系統(tǒng)運行時，熱力主要時介質(zhì)沿著管線輸送時散失，這里的介質(zhì)具體指的是滲入的水與油井產(chǎn)出液體，因此熱力費用可以用下式進行計算：

（1）

在（1）式中，水量質(zhì)量流量用 表示，單位：kg/s；水比熱容用C表示，單位：J /（kg·℃），摻水起點溫度與中轉(zhuǎn)展分離水溫度差值用 表示，單位：℃；加熱爐效率用 表示，取值85%；天然氣發(fā)熱值用 表示，單位：kJ/m3，本次取值為3600kJ/m3；天然氣價格用 表示，單位：元/m3。

在計算動力費用時，主要是指流動介質(zhì)在管道內(nèi)的壓力損失，因此可以按照以下公式進行計算：

（2）

在（2）式中，水量質(zhì)量流量用 表示，單位：kg/s；所選泵揚程用 表示，單位：m；重力加速度用 表示，單位：N/kg；電價用 表示，單位：元/kW·h；所用泵效率用 表示，取值為75；電機效率用 表示，取值為0.95。通過運用上述模型與公式，即可計算出最小能源消耗，從而達到節(jié)能的目的。

（二）加強油氣集輸系統(tǒng)改造

架起那個油氣技術(shù)系統(tǒng)改造，實現(xiàn)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化。具體可從三方面著手，一是做好脫水系統(tǒng)改造，優(yōu)化改造的主要目的是將脫水與放水功能結(jié)合在一起，通過加強設(shè)備運行效率的監(jiān)控，保障脫水功能能夠始終穩(wěn)定順利發(fā)揮。若脫水系統(tǒng)已老化，可以對脫水系統(tǒng)進行改造優(yōu)化，使其成為一個放水站。如果脫水系統(tǒng)能夠勉強運行，可以適當(dāng)對其進行化學(xué)處理。二是進一步加強對過渡集油系統(tǒng)的改造，在改造過程中，需要重新規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增大原油井集油半徑，升級站點，使其從三級變?yōu)槎墸捎行Ы档瓦\行成本，節(jié)約維護費用。三是做好安全管理措施改進，油氣生產(chǎn)單位應(yīng)圍繞集輸系統(tǒng)，通過組建項目儲備庫，不僅有助于系統(tǒng)運行生產(chǎn)效率提升，也能夠有效保護生產(chǎn)安全。另一方面，針對原本的油氣系統(tǒng)，需要簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，消除冗余設(shè)計，可有效減少系統(tǒng)生產(chǎn) 運行安全隱患。最后，針對集輸系統(tǒng)運行，還應(yīng)加強日常維護與管理，有效實現(xiàn)節(jié)能降耗，促使運行成本得到有效的降低，更好的延長設(shè)備的使用壽命；此外，油氣生產(chǎn)單位自身還用加強統(tǒng)一管理，全面分析當(dāng)下系統(tǒng)運行存在的安全隱患問題，落實好維日常維護，加強維護資金投入，保證修維護費用專款專用，更好的實現(xiàn)油氣安全生產(chǎn)。

（三）引入先進的技術(shù)

在油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行方案優(yōu)化過程中，還可以引入先進的技術(shù)，例如信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，推動油氣集輸系統(tǒng)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，通過在信息技術(shù)的幫助下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸，從而及時為觀眾人員提供相關(guān)信息。此外，信息技術(shù)還能夠有效改進計量系統(tǒng)，統(tǒng)一計量標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)高效加熱和變頻控制，更好的監(jiān)測管線、用電、加熱爐、油氣自動分離器等設(shè)備運行，可有效提升系統(tǒng)運行的整體穩(wěn)定性與工作效率。又如還可以油水泵變頻技術(shù)，一般來說，在石油經(jīng)過一段時間開采后，油氣的含水量比例會隨著時間的推移逐漸上升，因此增加了原油處理難度，機泵數(shù)量增加的同時，相關(guān)能耗也會逐漸加大，因此為有效實現(xiàn)能耗節(jié)約，可以在泵機中引入變頻技術(shù)，在提升泵機工作效率的同時，還能夠有效降低能耗，推動油氣集輸生產(chǎn)實現(xiàn)更好的運行。

總結(jié)：

綜上所述，油田企業(yè)在對油氣集輸系統(tǒng)生產(chǎn)運行進行優(yōu)化過程中，首先應(yīng)明確當(dāng)下系統(tǒng)生產(chǎn)運行存在哪些問題，隨后結(jié)合相關(guān)的問題，從多個角度進行考慮，尋求多種優(yōu)化方法，例如從計算角度，做好模型優(yōu)化，從生產(chǎn)角度，做好各種技術(shù)管理優(yōu)化等，從而有效解決問題，實現(xiàn)石油安全我穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻：

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[2] 喬宏宇. 關(guān)于油氣集輸系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計的可行性分析[J]. 化工管理，2017（24）：111-111.

作者簡介：趙海麗，女，（1975.7.23），在大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠從事集輸工作。