油氣田地面集輸管網的優化設計

韓超(大慶油田第六采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

目前我國油氣田基礎設施建設，逐漸把重心放到地面，尤其是集輸管網的設計優化，會影響整個工程的建設成本與效益，因此為了能夠實現經濟效益最大化目標，地面集輸管網優化設計成為重要途徑。不過在優化設計過程中，需要考慮好日后的生產與整個系統的運行，而不是只注重建設效益最大化，完善的地面集輸管網系統，往往會直接影響后續運營，所以需要注意集輸管網的規劃設計。包括地面集輸管網需求、油氣田位置等，都是優化分布路線的重要因素，從而有效縮短管網長度，其次在選擇集輸官網路線時，同樣要滿足油氣生產的連續性要求，這樣才能切實提高運輸效率。

1 油氣田地面集輸管網概述與設計原則

1.1 油氣田地面集輸管網概述

準確來說油氣田地面集輸管網，就是把生產中的油氣進行收集，再統一運輸出去，而輸送帶油氣將會被制作成合格產品。由此可見地面集輸管網，在油氣田生產過程中，起到了至關重要的作用，想要實現油氣的有效收集，必須依靠集輸管網系統，從而實現油氣加工，最終轉換成合格的油氣。另外合格油氣也需要長距離運輸，無法通過人工的方式運輸，并且管線運輸穩定性更高，能夠直接運輸到加工廠。在油氣田企業建設地面集輸管網時，必須要基于開采規模、地區以及油井數量來確定，并進行綜合的統籌規劃，達到集輸管網的最優配置。集輸管網無論對于建設成本，還是后續的生產運行都有較大影響，所以需要通過多種形式的優化設計，滿足實際生產需求。

1.2 油氣田地面集輸管網設計原則

在油氣田企業實際生產過程中，地面集輸管網的流程并不固定，有很多因素都會影響集輸流程，包括管道內物質的差異性，地理環境與運行條件等，都會影響技術流程的設計，因此往往需要進行全面考慮，從而滿足地面集輸管網系統設計原則。例如應用好系統熱量，對運輸過程中的溫度進行控制，以此來減少運輸中的能量消耗，另外運輸過程中時刻關注礦井壓力，在并要的情況下要進行壓力轉換，同樣能夠降低生產消耗。

2 油氣田地面集輸管網運行現狀

2.1 管網布局不合理

油氣田地面集輸管網系統十分復雜，從結構上看包含油井、中間站以及管道油庫等多個部分，所以必須要重視集輸管網的布局，這樣決定了地面集輸管網的建設路徑與類型，并對整個系統的運輸效率與穩定性造成影響。目前我國在該方面仍然處在初期階段，沒有扎實的理論技術支持，同時也缺乏相應的探測設備，導致整體布局缺乏合理性，運行效率自然達不到預期的要求。

2.2 集中處理站選址不合理

作為整個地面集輸管網系統中的關鍵環節，集中處理站的選址非常重要，并且會直接決定油氣運輸距離。因此科學合理的布置，可以適當減少油氣運輸距離，從而降低建設成本投入，由于后期的運行距離變短，能源消耗也會逐漸減少，提高油氣田企業生產效益。不過由于企業沒有重視集中處理站的選址，所以導致建設不合理，影響了整個地面集輸管網系統，也給油氣田企業的發展帶來了一定壓力。

2.3 管網規劃方案不合理

雖然我國油氣田產業不斷發展，并且在技術上日漸成熟，不過發展過程中仍然存在較多問題，導致油氣田生產效率不高，也需要企業能夠利用科學技術，對目前現有的問題展開優化，推動油氣田產業不斷發展。目前來看油氣田地面集輸管網優化迫在眉睫，由于以往沒有經過理論計算，導致地面集輸管網規劃設計不夠合理，甚至影響到油氣田企業的實際生產，因此必須重視集輸管網的優化設計工作。無論是整體布局、管線設計、還是其他方面都存在較大缺陷，而地面集輸管網腐蝕問題也愈發常見，直接影響了油氣田開發效益與安全[1]。

3 油氣田地面集輸管網的優化設計方案

3.1 借助最優化理論設計管網

為了確保油氣田產業發展穩定，我國油氣田產業對地面集輸管網展開有效的優化設計，在保證油氣運輸安全的條件下，提高集輸管網的建設與運行效益。在優化設計方面，需要展開較為全面的分析，尤其是地面集輸管網的各個組成部分，例如管線、采油井場、處理站等，是整個管網系統的核心，所以要確保優化過程中系統運行穩定，不會出現影響性能的問題[2]。因此可以采取網絡節點進行全方位布控，充分發揮出網絡系統的優勢，用管線、處理站以及采油井場作為代替節點，并以此為基礎構成平衡的網絡系統。在優化設計過程中需要注意集中處理站的位置，應該保持在規定范圍內，盡量要從宏觀入手，避免管網結構對集中處理站造成影響，通過最優的管道數量，保證集輸管網系統運行效果，從而節省更多建設成本。

3.2 利用系統布局優化集輸官網

對于油氣田地面集輸管網優化設計來說，需要通過循序漸進不斷完善，同時考慮好外界影響因素，這樣才能完成地面集輸管網優化，為油氣田企業獲取更多經濟效益。在優化設計過程中首先需要針對管線節點展開規劃，利用節點式線路結構組建網絡模型，對每個單位節點的作業等級展開明確，包括整體框架機構、管線平面斜度等。另外必須從管網內部結構的角度入手，合理運用建筑投資費用，從而保證油氣田集輸管網運行穩定，系統布局優化是較為有效的優化設計方案，能夠確定運輸線路的整體長度，并控制在適當的范圍內，切實起到優化效果，進一步降低建設、運行成本。

3.3 基于可視化數據模型設計

在當下的科技時代背景下，可以采用更多現代化技術，對油氣田集輸管網展開優化設計，例如基于可視化數據模型的設計方案，就能有效優化地面集輸管網。不過需要注意管網與油井之間的距離把控，必須要設計出科學合理的結構，才能真正提高運輸效率，起到降低成本預算的作用。目前來看在管網優化設計過程中，可以根據實際情況選擇優化方法，也可以采用多種技術進行融合，起到更好的優化效果。一般來說需要提前確定地面集輸管網的拓撲結構，并根據結構類型選擇管網類型，目前主要以環狀和樹狀管網為主，同時建立可視化數據模型，最終以模型為基礎計算最優值，在驗證模型數據的可行性后展開優化完善。

3.4 對井組展開合理優化設計

大多數情況下油氣田生產與運輸，都與本身地質和地理因素所決定，所以在不同的地區或開發階段中，要采用不同的集輸流程，因此在優化設計過程中，必須充分考慮實際開發生產情況，從而確定單井或多井集輸流程。另外還有很多面積較大的油氣田，在這種情況下可以選擇劃分成多組，并把各組產出原油，在集油站進行匯集和處理，最后進行統一輸送。分組的主要的依據為地理條件、集油站生產規模等，對分組方式進行優化，從而有效節約建設生產投資。目前來看很多油氣田，都采用集輸半徑的約束下分組，忽略了集油站規模問題，而優化分組就是為了確定井組與集油站的關系，從而達到科學合理的布置。

3.5 處理站選址有效優化設計

在整個油氣田地面集輸管網中，集輸站是整個系統的核心，因此選址會對整個管網系統造成影響，所以需要對集輸站進行優化設計。集輸站的位置選擇至關重要，必須要作為重點規劃項目，同時對運輸路線有很大影響，而運輸路線的合理布置，則會造成運輸成本的增加。在選擇集輸站的位置時，可以利用矩陣算法進行確定，選擇最科學合理的地址，以此來有效縮短油氣田運輸距離，不斷降低生產運行成本，提高油氣田生產經濟效益，為企業發展提供充分保障。

3.6 地面集輸管網其他優化設計

油氣田地面工程建設是投資最大的項目，其中地面集輸管網占用的投資比例較大，因此也成為優化設計的重點環節，不過集輸管網的優化十分復雜，需要考慮的因素非常多，包括成本費用、系統運行、管道承壓等，因此想要進行優化設計，必須要有詳細的規劃方案。地面集輸管網涉及到較多技術、工藝，所以對工作人員的個人能力有很高的標準，在優化設計過程中需要合理分析工藝參數，規劃好每個操作環節。一般來說地面集輸管網系統以拓撲結構呈現，在優化設計時就可以從該方面入手，利用AHP法確定井站的拓撲結構，以此來展開全面性的優化設計，增強油氣田管網運輸效率，節約更多投資成本[3]。

4 結語

油氣田地面集輸管網優化設計，能夠充分降低建設與生產費用，同時提高整個集輸管網的運營效率，因此企業可以獲取更高的經濟收益。不過油氣田地面技術管網設計十分復雜，必須按照實際需求設計路線，從而有效降低地面技術管網的長度，同時要保證分布路線能夠滿足使用要求，注意轉油站與各個油井間的距離。目前來看我國在油氣田技術管網優化技術方面，仍然需要進一步研究，為我國油氣田行業發展提供充分保障。