油气田地面集输管网的优化设计

油气田地面集输管网的优化设计

刘建男 王彪 赵作刚 王峰 张相军

中国石油大港油田第四采油厂 天津市 300280

摘要：油田地面集输管网是油田集输系统的重要组成部分，是油田企业进行原油、天然气等能源输送的重要传输通道，贯穿着油田开发项目的油气收集、处理以及存储和运输等各个重要环节，对我国的油田开发有着极其重要的影响。同时油田地面集输管网在油田企业建设中占据较大的投资比例，按照我国目前建成的石油企业，油田地面集输管网建设费用约占地面建设工程费用的60%～70%，投资金额巨大。另外我国目前的油田在经过多年得开发后含水率相对较高，现有集输系统也需要进行必要的优化。因此，对于油田地面集输管网的优化对于油田企业的生产运行和经济效益都有着极为重要的实际意义。

关键词：油田地面；集输管网；布局优化

1、油气田地面集输管网概述

准确来说油气田地面集输管网，就是把生产中的油气进行收集，再统一运输出去，而输送油气将会被制作成合格产品。由此可见地面集输管网，在油气田生产过程中，起到了至关重要的作用，想要实现油气的有效收集，必须依靠集输管网系统，从而实现油气加工，最终转换成合格的油气。另外合格油气也需要长距离运输，无法通过人工的方式运输，并且管线运输稳定性更高，能够直接运输到加工厂。在油气田企业建设地面集输管网时，必须要基于开采规模、地区以及油井数量来确定，并进行综合的统筹规划，达到集输管网的最优配置。集输管网无论对于建设成本，还是后续的生产运行都有较大影响，所以需要通过多种形式的优化设计，满足实际生产需求。

2、油气田地面集输管网运行现状

2.1 管网布局不合理

油气田地面集输管网系统十分复杂，从结构上看包含油井、中间站以及管道油库等多个部分，所以必须要重视集输管网的布局，这样决定了地面集输管网的建设路径与类型，并对整个系统的运输效率与稳定性造成影响。目前我国在该方面仍然处在初期阶段，没有扎实的理论技术支持，同时也缺乏相应的探测设备，导致整体布局缺乏合理性，运行效率自然达不到预期的要求。

2.2 集中处理站选址不合理

作为整个地面集输管网系统中的关键环节，集中处理站的选址非常重要，并且会直接决定油气运输距离。因此科学合理的布置，可以适当减少油气运输距离，从而降低建设成本投入，由于后期的运行距离变短，能源消耗也会逐渐减少，提高油气田企业生产效益。不过由于企业没有重视集中处理站的选址，所以导致建设不合理，影响了整个地面集输管网系统，也给油气田企业的发展带来了一定压力。

2.3 管网规划方案不合理

虽然我国油气田产业不断发展，并且在技术上日渐成熟，不过发展过程中仍然存在较多问题，导致油气田生产效率不高，也需要企业能够利用科学技术，对目前现有的问题展开优化，推动油气田产业不断发展。目前来看油气田地面集输管网优化迫在眉睫，由于以往没有经过理论计算，导致地面集输管网规划设计不够合理，甚至影响到油气田企业的实际生产，因此必须重视集输管网的优化设计工作。无论是整体布局、管线设计、还是其他方面都存在较大缺陷，而地面集输管网腐蚀问题也愈发常见，直接影响了油气田开发效益与安全。

3、油气田地面集输管网的优化设计方案

3.1 借助最优化理论设计管网

为了确保油气田产业发展稳定，我国油气田产业对地面集输管网展开有效的优化设计，在保证油气运输安全的条件下，提高集输管网的建设与运行效益。在优化设计方面，需要展开较为全面的分析，尤其是地面集输管网的各个组成部分，例如管线、采油井场、处理站等，是整个管网系统的核心，所以要确保优化过程中系统运行稳定，不会出现影响性能的问题。因此可以采取网络节点进行全方位布控，充分发挥出网络系统的优势，用管线、处理站以及采油井场作为代替节点，并以此为基础构成平衡的网络系统。在优化设计过程中需要注意集中处理站的位置，应该保持在规定范围内，尽量要从宏观入手，避免管网结构对集中处理站造成影响，通过最优的管道数量，保证集输管网系统运行效果，从而节省更多建设成本。

3.2 基于可视化数据模型设计

在当下的科技时代背景下，可以采用更多现代化技术，对油气田集输管网展开优化设计，例如基于可视化数据模型的设计方案，就能有效优化地面集输管网。不过需要注意管网与油井之间的距离把控，必须要设计出科学合理的结构，才能真正提高运输效率，起到降低成本预算的作用。目前来看在管网优化设计过程中，可以根据实际情况选择优化方法，也可以采用多种技术进行融合，起到更好的优化效果。一般来说需要提前确定地面集输管网的拓扑结构，并根据结构类型选择管网类型，目前主要以环状和树状管网为主，同时建立可视化数据模型，最终以模型为基础计算最优值，在验证模型数据的可行性后展开优化完善。

3.3 对井组展开合理优化设计

大多数情况下油气田生产与运输，都与本身地质和地理因素所决定，所以在不同的地区或开发阶段中，要采用不同的集输流程，因此在优化设计过程中，必须充分考虑实际开发生产情况，从而确定单井或多井集输流程。另外还有很多面积较大的油气田，在这种情况下可以选择划分成多组，并把各组产出原油，在集油站进行汇集和处理，最后进行统一输送。分组的主要依据为地理条件、集油站生产规模等，对分组方式进行优化，从而有效节约建设生产投资。目前来看很多油气田，都采用集输半径的约束下分组，忽略了集油站规模问题，而优化分组就是为了确定井组与集油站的关系，从而达到科学合理的布置。

3.4 处理站选址有效优化设计

在整个油气田地面集输管网中，集输站是整个系统的核心，因此选址会对整个管网系统造成影响，所以需要对集输站进行优化设计。集输站的位置选择至关重要，必须要作为重点规划项目，同时对运输路线有很大影响，而运输路线的合理布置，则会造成运输成本的增加。在选择集输站的位置时，可以利用矩阵算法进行确定，选择最科学合理的地址，以此来有效缩短油气田运输距离，不断降低生产运行成本，提高油气田生产经济效益，为企业发展提供充分保障。

3.5 地面集输管网其他优化设计

油气田地面工程建设是投资最大的项目，其中地面集输管网占用的投资比例较大，因此也成为优化设计的重点环节，不过集输管网的优化十分复杂，需要考虑的因素非常多，包括成本费用、系统运行、管道承压等，因此想要进行优化设计，必须要有详细的规划方案。地面集输管网涉及到较多技术、工艺，所以对工作人员的个人能力有很高的标准，在优化设计过程中需要合理分析工艺参数，规划好每个操作环节。一般来说地面集输管网系统以拓扑结构呈现，在优化设计时就可以从该方面入手，利用AHP法确定井站的拓扑结构，以此来展开全面性的优化设计，增强油气田管网运输效率，节约更多投资成本。

结语：油气田地面集输管网优化设计，能够充分降低建设与生产费用，同时提高整个集输管网的运营效率，因此企业可以获取更高的经济收益。不过油气田地面技术管网设计十分复杂，必须按照实际需求设计路线，从而有效降低地面技术管网的长度，同时要保证分布路线能够满足使用要求，注意转油站与各个油井间的距离。目前来看我国在油气田技术管网优化技术方面，仍然需要进一步研究，为我国油气田行业发展提供充分保障。

参考文献：

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[2]张宏平.油气田地面集输管网的优化设计[J].化学工程与装备, 2021(10):148,150-148,150.

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[4]陈伟聪.油田地面集输管网优化设计研究[J].百科论坛电子杂志,2020.