老油田油气集输与降回压工艺技术

油田生产进入高含水期后,原油综合含水逐年升高,普遍存在液量高、生产系统效率低、能耗及运行成本高、地面输油管道回压增高等问题。针对老油田的这些生产实际情况,通过优化老油田的地面集输管网、利用油气混输技术、降低集输系统末端压力等,降低了老油田开发过程中地面工艺系统出现的高回压问题,以较小的投资取得了较好的经济效益。     

稠油集输系统生产运行优化研究

稠油中的胶质、沥青等含量高,具有黏度高、含蜡量高、易凝固等特点,开采难度较大。随着油田的不断深入开发,现有稠油集输系统中的外输泵、加热炉等设备的工艺参数与设计参数差别较大,造成实际工况偏离设计工况,导致稠油集输系统运行效率大大降低。以稠油地面集输系统为研究对象,以生产运行费用最小为目标函数,以稠油进站温度、进站压力、掺稀比、介质流量等作为约束条件,建立稠油掺稀降黏生产运行参数优化数学模型,并根据模型特点,利用lingo软件进行编程求解优化数学模型。利用优化数学模型对稠油集输系统生产运行参数进行优化,与优化前相比,节约费用7.438%。     

油气集输系统生产运行方案优化方法

近年来,大庆油田开发已经进入高含水开采阶段。对于外围油田,由于开采难度大等多方面的原因,其能耗成本更高,为此开展了外围油田原油集输系统生产运行的优化研究。该项研究对于控制原油生产中能耗上升,降低原油生产成本,实现油田集输系统高效、低耗、有序调整和科学管理将起到重要作用。     

敖古拉油田不掺水常温集输

敖古拉作业区地处大庆外围,属于低产低渗透油田,单井产量低,油田分散,生产能耗高。随着油田的开发,油田已经处于高含水期或高含水后期,有条件实现部分油井季节性常温集输,从而降低成本,节约能源。为此,在敖古拉油田开展不掺水常温集输节能试验,并对其可行性进行研究和探讨,以优化原油集输运行参数,为油田进入高含水期后地面开展节能降耗提供了有益的借鉴。     

大港南部油田集油工艺优化研究

随着大港南部油田综合含水的不断上升,地面系统生产设施经过多年的运行,加热集输负荷大,系统能耗呈现大幅上升趋势.结合南部油田掺水井的产液、含水、温度等生产参数,优化出适合高凝高黏油田高含水期的四种集油工艺,分别为单管串接常温输送、高温电泵井反带掺水、远端井掺水串带和油井就地切水回掺.在对集油工艺技术的优化研究及试验区试验成功的基础上,通过应用效果的跟踪分析总结认为,大港南部油田高含水开发期优化的四种集油工艺,比目前南部油田运行的掺水工艺有较大的优势,即在满足正常生产的前提下,运行费用减少,系统规模缩小,工人劳动强度下降.     

转油站集输系统能耗分析与评价软件开发

高含水量开发阶段是目前国内各大油田开采石油所面临的阶段。随着油田进入高含水开发阶段,油气集输系统运行效率较低、耗能较高的情况日趋严重。及时通过能耗分析与评价,提出改造方案来优化集输系统的运行是最重要的手段。针对该问题,研究开发了转油站集输系统能耗分析与评价软件,结合大庆某油田6号转油站集输系统实际运行情况进行了具体的能耗测试、计算、分析与评价,总结出系统的能耗分布状况,提出相应技改办法,实现系统高效运行。现场应用结果良好,系统耗气量下降28. 44%,耗电量下降31. 97%。该软件可供类似油田参考使用。     

大庆萨南油田原油集输系统优化

在十五期间,大庆萨南油田进入了高含水开发后期,原油集输系统存在设施老化、负荷不均衡、能耗高及运行效率低等问题。结合油田开发总体规划,通过采取一系列调整改造技术措施,对该油田原油集输、脱水、外输等环节进行了优化调整。实施调整改造方案后,系统布局更加合理,运行效率进一步提高,取得了较好的技术和经济效益。     

油气集输站库更新改造建设模式研究

大庆油田进入高含水开发阶段产量逐年递减,油田集输系统站库均存在设施腐蚀老化、安全隐患增多、负荷不均衡、运行效率低等问题。针对集输系统站库存在的诸多问题,结合油田开发总体规划,提出调整改造技术措施,如原址更新、水聚驱站库合并、完善转油放水站工艺等,对该油田原油集输系统进行优化调整。通过采取一系列调整改造技术措施,使系统布局更加合理,运行效率得到显著提高,能够最大限度地解决计量间、转油站因运行年久、腐蚀老化严重所带来的安全隐患,从而保证油田的正常安全生产,取得较好的经济效益。     

集输系统降本运行措施效果分析

随着油田进入高含水开发期，集输系统站库设备老化，系统负荷不均衡，管网腐蚀严重，老区改造投资逐年增大都是制约生产的一系列矛盾。降低地面集输系统运行成本．控制能耗上升已成为创建“百年油田”的主题之一。本文分析了六厂四矿地区集输系统中计量间和单井现有布局．从生产实际出发．结合老区改造项目，提出了有针对性的节能降本措施．并对已实施措施进行了经济效果评价。实践证明．通过调整原有地面设施布局，不但能降低生产运行成本．控制能耗上升，而且解决了生产实际问题。     

油田集输系统区域优化对策探讨

随着油田开发进程的不断深入,油田采出液逐步显现出液量大、含水高、油品差等特点,造成油田地面集输系统区域处理能力不匹配、集输管网布局不合理、集输站处理工艺冗余等问题.以胜利油田某采油厂两个油田的集输系统为例,分析了区域集输系统存在的问题及原因,并针对性地提出了集油工艺的区域化调整、处理工艺的整体优化、自控技术的优化应用等...     

自适应遗传算法在气田开发规划产量分配优化模型中的应用

在气田开发规划产量分配优化模型的基础上,引入一种具有自适应选择、自适应交叉与自适应变异操作的自适应遗传算法对模型的求解进行了研究,并运用MATLAB6．0编写算法程序,选取开发规划产量分配优化模型中的定成本产量最大模型,实例分析该算法在气田开发规划产量分配优化模型中的具体应用,并与传统遗传算法和SUMT方法进行结果对比,取得了较好的效果.     

基于大数据及人工智能的钻速实时优化技术

海上钻井作业日费高昂,因此如何利用大数据及人工智能技术提高钻速,从而缩短作业工期、降低作业成本,是重要的研究课题之一。首先通过收集钻井现场的大数据信息,将录井数据、测井数据、钻井液性能等参数输入神经网络计算得到初次预测钻速,然后由最优化算法计算出实时全局最优解,从而建立基于机器学习方法和最优化算法的钻速实时优化模型,最后将模型嵌入可视化系统进行现场作业指导,从而提高钻井速度。以南海PY油田A井为试验井,进行了实时钻进过程的应用。实践表明,应用该技术不仅可有效提高钻速,并且对油田数字化发展具有借鉴意义。     

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分布式能源系统（DES）是已商业化的天然气最佳能源利用方式。文章以分布式能源系统为背景，采用热力学量火用作为能源—经济—环境间定量联系的纽带，对系统的环境效应进行量化和定量分析。在此基础上，综合考虑了热力学、经济学以及环境目标优化，开发建立了DES的环境火用经济优化模型，将环境效应融入DES的优化设计和运行之中，探讨了DES系统的环境火用经济学建模及设计与运行的优化求解策略。案例分析结果表明：所提出的环境火用经济建模方法和优化策略能有效解决DES系统的评价与设计运行的优化问题；污染物排放费用标准的制定和选取对整个DES系统规划设计、设备选型、操作变量优化有着很大影响。因此制定科学合理的污染物排放标准，对于天然气利用和实现分布式能源系统分析优化中经济效益与生态环境效益的协调发展意义重大。     

基于改进粒子群算法的蒸汽驱注采方案优化

针对蒸汽驱注采方案优化问题,以累积油汽比为优化目标,建立了以注汽速率、蒸汽干度和注汽压力等为约束条件的蒸汽驱注采方案优化数学模型,采用改进粒子群算法对该模型进行了求解,并优化了蒸汽驱的主要注采参数。改进粒子群算法以进化停滞步数为依据,对个体历史最优值和邻域内粒子的最优值实施随机扰动,并且只接受使个体适应度增加的随机扰动操作,使记忆中的最优粒子跳出局部最优解,保证了种群的多样性,提高了算法的精度和稳定性。实例计算证明,该优化模型计算结果准确,优化算法有效。通过该优化方法可快捷准确地进行蒸汽驱动态优化和方案调整,以便于指导蒸汽驱高效运行。     

楼宇三联供系统设备容量与运行策略集成优化

为研究一套楼宇三联供系统的最佳设备容量与最优运行策略,从联供系统性能评价角度入手,建立了联供系统最佳设备容量和最优运行策略的集成优化模型。该联供系统包括燃气内燃机、双效溴化锂吸收式制冷机及燃气锅炉。考虑到经济性、节能性、环保性这3个联供系统性能评价指标,进一步建立了以年运行费用最小为目标函数的非线性优化模型。并以上海某宾馆为例,应用该优化模型,运用LINGO专业优化软件进行求解,得到了适合于该宾馆的三联供系统的最佳设备容量与最优运行策略。结果表明,该优化模型具有很好的优化效果,与去除性能约束条件下的优化模型对比,具有更好的节能性和环保性。     

常压塔的稳态模拟和操作优化

作为炼油加工的第一个工艺装置,原油蒸馏装置的操作优化非常重要。原油蒸馏装置传统的操作优化往往只具备单一的优化目标,随着技术的发展,传统的操作优化已经不能满足现有的需求,在此背景下出现了多目标优化研究。为实现炼油工业中常压塔装置操作条件的多目标优化,采用流程模拟软件Aspen Plus搭建常压塔装置的稳态模型,并引入跳跃基因算子和自适应机制的NSGA-Ⅱ算法来求解利润-能耗多目标优化问题,获得一组Pareto最优解,该组Pareto最优解具有良好的延伸和分布。仿真结果表明,在满足产品质量和产品馏出率的约束条件下,常压塔的全塔利润还可以提高,为常压塔的多目标操作优化提供了一种新的思路。     

加氢裂化工艺操作过程的优化分析

通过样条曲线插值的数学方法,建立了加氢裂化反应过程中的处理量、温度对裂化产品物化性质影响的数值模型,并将该模型应用于减压蜡油（VGO）的加氢裂化工艺优化分析。该优化问题以VGO加氢裂化反应的处理量和温度为变量,以产品中喷气燃料馏分的烟点、冰点,柴油馏分收率以及中油选择性作为约束条件,考察在上述约束条件下工艺操作参数的可行区间,并在此相关条件约束下,基于所确立的数学模型计算相关转化率的最小值,以便获得系统高产尾油时的工艺操作参数,并与实验数据进行对比。对比结果表明,该方法效果良好,所得数据与实验数据相近。     

LNG接收站经济性运行策略优化

节能降耗一直是企业发展的重要措施。针对液化天然气(LNG)接收站的外输负荷周期性变化特点及峰谷电价政策,建立了LNG接收站的经济运行优化模型,理论上获得经济运行策略优化准则。由于接收站的运行条件复杂多变,各设备的运行工况彼此相互耦合,很难对模型进行解析求解,因此,建立了一个可以准确反映LNG接收站动态特性的运行操作仿真平台,并结合所导出的优化准则,选择国内某运营的LNG接收站3种夏季典型外输日负荷工况进行了运行策略优化,接收站每月可以节省约4.38%的电费。实例研究结果表明了此优化准则的有效性、动态仿真平台在寻优过程中的可靠性与优越性。     

原油库外输泵运行特性及变频节(火用)分析

原油库的大型化发展趋势为输油泵的优化匹配及节能运行提出更高的要求.以我国东部油田某油库为应用实例,在拟合各外输泵运行特性方程的基础上,通过求解以泵机组最小耗电量为目标函数的运行优化模型,给出对应于不同输量的运行优化方案;应用工程(火用)分析方法建立了外输泵黑箱(火用)分析模型.对油库2台在用并联运行泵机组的(火用)分析结果表明,由于未采取变频调速,节流(火用)损占到供给(火用)的9.33％,具有一定的节能潜力.在给出外输泵变频后扬程-流量、效率-流量计算公式及调速泵频率计算方法的基础上,分析了原油库2台同型号泵并联—定—调时的节能节(火用)效果,为有效降低油库生产能耗提供理论依据.     

石脑油裂解炉全周期稳态模拟和操作优化

基于Kumar分子反应动力学和结焦动力学模型,建立了GK-V型石脑油裂解炉辐射段运转全周期稳态工艺数学模型。该模型经参数校正,计算的裂解产物分布与实际工况吻合良好。将全操作周期划分成多个拟稳态时段,以全周期平均乙烯与丙烯收率之和为目标函数,以每个拟稳态时段的炉管出口温度和稀释蒸汽比为决策变量,建立了全周期操作优化模型。基于粒子群优化算法(PSO)和序贯二次规划(SQP)设计了一种混合优化算法PSO-SQP,运用PSO-SQP算法求解了GK-V型石脑油裂解炉辐射段运转全周期优化问题。计算结果表明,优化前后全周期平均乙烯与丙烯收率之和提高了3.81百分点。