气田集输系统效率评价方法

气田集输系统效率评价方法是用来评价气田集输系统管网、站场运行效率状况的指标体系。气田集输系统效率可以用能量指标进行评价,用单位能量表示。普光气田目前运行35座井站,3条输气管线,经计算,集气站效率为70.7%,管网效率为90%,集输系统效率为63.6%。管网效率计算式不但揭示了管道进出口的能量关系,同时揭示了管道积液规律与能量的关系,即积液增加气体流通量减少,管效降低。气田集输系统效率评价方法符合气田集输系统能量传递规律,能够揭示气田集输系统能耗薄弱环节,对气田集输系统运行参数优化提供了理论依据。     

油田流体管网系统稳态通用仿真模型

油田流体管网系统包括原油集输系统、注水系统、供水系统和天然气集输系统,建立仿真模型是对系统进行仿真模拟的关键.在油田生产许可范围内,应用流体力学和热力学的理论,对油田流体管网系统中的各种管线建立单元模型;根据节点流量平衡原理,应用有限元的思想,将单元矩阵方程拼装成管网系统总体方程组,从而建立油田流体管网系统稳态通用仿真模型,实现仿真模型的统一解算.     

天然气矿场集输系统用能分析及评价方法研究

天然气矿场集输系统是由井场、集气分离站、增压站、集输管网和气田水回注站等用能环节按照一定拓扑结构衔接而成的复杂用能系统,是气田生产中的主要能耗环节之一。现有过程系统能量模型不完全适用于天然气矿场集输系统,对过程系统"三环节"能量结构模型进行了改进,将集输系统划分为能量转换、传输、利用和回收4个环节,从能量平衡和火用平衡两个角度,结合"三箱"用能分析法,提出具有一般性的集输系统用能过程"组合模块多环节分析法"。对某气田矿场集输系统进行了用能分析,确定集输系统节能降耗切入点,提出了调整改造措施。构建包含各用能子环节的二级指标体系与评价准则,利用改进层次分析法确定各级指标权重,建立集输系统用能模糊评价模型。     

塔河油田原油管网能效分析及优化

针对塔河油田滚动开发过程中出现的部分站场运行负荷不均、集输设备工艺运行参数偏离设计工况等导致的生产能耗高、效率低等问题,开展了塔河油田原油管网能效分析研究。基于现场数据,利用PIPEPHASE仿真计算软件建立原油管网仿真计算模型,详细分析管网系统中管线、计转站等环节的运行参数规律及能耗。通过对仿真结果进行分析,发现塔河油田原油集输管网的热能损耗占管网总能耗的96.5%,因此降低管网能耗应以降低热能损耗为主。原油管网中部分管线存在压降、温降较大或管线效率较低等问题,针对这些管线采取串接管线或增加副管等措施进行优化,优化后管线效率最高可提高约7.5%。针对部分计转站出站温度进行调整分析,优化后计转站运行费用最大可降低30.44%,说明本优化方案具有非常明显的节能降耗效果,可在现场推广实施。     

普光高含硫气田集输管网优化

针对普光气田自身特点,以集输管网投资最小为目标,以管网各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件,建立了树状集输管网布局、管径和阀门数目全局优化数学模型,采用双重编码遗传算法对模型进行求解,获得了总投资费用最省的管网布局、管径和阀门数目。优化过程中,针对普光湿气集输采用气液混输的特点,确定了湿天然气的物性计算和热力计算模型。通过计算值与实测值的比较,确定了适用于湿气混输管线且精度较高的水力计算模型,保证了优化过程中物性、压力和温度计算以及优化模型约束条件校核的准确性。实例计算表明,所建立模型准确,优化算法有效,对降低高含硫气田管网建设成本和提高管网安全性有重要指导意义。     

注水管网水力仿真节点模型研究

研究管网水力仿真算法能够提高注水系统的生产运行效率,降低油田注水能耗。油田注水管网系统属于复杂的流体网络系统,常规的算法在计算精度和效率上难以满足实际需求,阻碍了水力仿真技术的发展。为此,提出节点建模理论方法,基于质量和能量守恒定律,建立节点流量和管段压降平衡方程,并且应用矩阵分块计算方法实现各种边界条件下的水力仿真计算。经过算例分析,验证了算法的精度和收敛性。     

转油站能耗评价与改造预测

"提高设备运行效率,降低各生产单位能耗"是当代石油生产企业的追求目标。以辽河油田某集输系统转油站为评价对象,根据能量守恒和能量转换定律建立转油站能量平衡分析模型,给出各项能耗评价指标,运用该模型并结合现场的实测数据进行计算分析。结果表明:该站场存在的主要问题是泵机组运行效率和负荷率偏低,加热炉空气系数与排烟温度过高、热效率较低等。针对该转油站生产运行存在的诸多问题,结合其实际运行状况提出相应的改造措施并对改造后的能耗情况进行了预测。     

海上油气集输系统决策平台的构建

构建海上油气集输系统决策平台,是实现集输系统最优化生产的一种非常有效的方法,可显著改善设备的运行状况,提高设备和管网的效率,降低油气集输的能耗。决策平台主要划分为运行仿真和分析评价两个模块,这两个模块数据共享,互为补充,又相互独立。利用决策平台可以将管网系统和采油系统连接,因此可以为海上油气集输管网运行参数的优化提供支持。海上油气集输系统决策平台的建立,在提高集输系统对海上油气生产的适应性同时,又增加了集输系统内部各部分之间的协调性,从而起到提高集输系统运行效率,降低海上油田经营管理风险的作用。     

气田地面集输管网运行优化及其应用研究

国内某些老气田地面集输设备已运行多年，部分旧管道承压能力和集输站集输能力都有所下降，给集输管网运营带来了安全隐患。因此，有必要开展现有设备集输能力优化研究工作，充分利用现有集输设备的工作能力，确保集输管网系统安全、高效地运行，并指导集输设备的更换和改造。在分析集输管网实际运营状况的基础上，以集输管网内天然气最大流量为目标函数，综合考虑集输站工作能力、管道承压能力以及管输系统运行工况条件，建立了气田地面集输管网运行优化数学模型，并采用线性化算法求解了该优化模型。实例分析结果表明，建立的集输管网运行优化模型和采用的优化算法切实可行。此集输管网优化方案既可用于优化该集输管网的日常运营，又可用于指导集输管网的改造和未来规划。     

煤层气地面集输管网优化

由于煤层气开采具有“低产、低压、低渗、井多”等特点,国内煤层气田的开发主要参考苏里格气田等低压气田的地面集输工程设计,其地面集输工程主要存在集输管网布局及工艺参数不合理、投资较大、能耗较高等问题。因此针对煤层气地面集输工艺特点,对煤层气集输管网优化方法进行研究,分析了煤层气地面集输工艺和特点以及不同集输管网形式的适应性,发现应用分级优化方法能很好解决集输管网优化问题,提出基于集输管网等效水力模拟图的集输管网管径优化方法,在煤层气地面集输工程设计中得到了实践应用。     

粒子群优化算法在气田集输管网布局中的应用

气田管网集输系统是气田地面建设的重要组成部分，为降低气田管网集输开发成本、节约管网建设资源，在规划设计之初需对管网集输系统进行优化，以达到使管网投资费用最小的目的。结合气田地面集输建设中的实际约束条件，建立星树状管网拓扑优化模型，通过MATLAB软件对粒子群优化算法进行编码实现，分别对集输管网系统进行分级规划和整体规划求解分析，结果表明：在粒子群优化算法求解中，整体规划管网系统的投资费用更低；通过与粒子群算法的比较，粒子群优化算法有较好的收敛速度以及较高的求解精度。     

降低油田集输系统自耗气的认识

转油站是集输系统中的重要组成部分,能耗高,且调整余地大.围绕降低转油站自耗气,结合生产实际,从提高中转站加热炉炉效,提高降温集输潜力进行分析,通过控制系统运行参数入手,优化设备运行;同时加强细化管理,确定合理的分站能耗指标,提高管理人员节能意识,降低集输自耗气.     

春风联合站用能分析与节能优化

为提高油气集输系统用能效率,减少稠油生产能耗和污染排放,对春风联合站工艺设备进行了能耗测试。并以原油脱水及污水处理系统为研究对象,建立了能量平衡模型,对联合站总能系统进行了分析计算,确定了能耗分布规律,找出了用能薄弱环节:原油含水较高,浪费了大量加热能耗;污水大量排放损失了低位热能;机泵在远离额定工况下运行导致用能效率较低。提出了机泵变频调速、预装电脱、药剂优化和污水加热清水工艺优化节能方案,为春风联合站实现集输系统高效用能提供了科学的理论依据。     

喇南中块地面系统精细优化简化

针对喇南中块区域目前存在站库布局不合理、负荷不均衡、工艺不完善等问题,开展喇南中块地面系统精细优化调整。通过研究集输界限的计算方法,建立水力及热力计算模块,确定集输系统的集输半径;研究建立集输站库的评价指标及评价模型,对系统进行多层次评价,确定站库的初步优化方向。综合考虑技术及经济界限等约束,建立集输系统简化优化模型,求解计算确定集输系统初步优化措施,并以改造投资及运行成本最小为目标,结合开发规划及预测,优化地面各系统布局及工艺,确定喇南中块区域综合优化调整措施,实现该区域地面系统的精细优化,为"十三五"及后期站库改造奠定了基础,具有巨大的社会效益和经济效益。     

用混合MCST—CD管网模型优化管网设计

本文中我们提出一个混合管网模型（HY-PIPENET）,该模型采用一个最少成本分支（MCST）管网算法来确定优选线路,用约束导数法（CD）优选管径。HY-PIPENET已有效地用于六节点/七管段设计管网系统,并用MCST～CD法进行了优化。此办法与原来的六节点/七管段管网方法相比,可以在管径较小和压力较低的条件下充分供应天然气,并且在优化系统下可以降低建设成本约40％。本文介绍了该混合管网模型在国外某一大城市市区民用复杂天然气管网设计的实际应用。在模拟计算中,为了弄清各参数,如源点压力、流量和管径,在优化管网中的作用,进行了参数研究。在这些模拟结果中,我们提出优化管径和源点压力的树枝图,通过应用,效果是非常显著的。     

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。     

煤层气田节能降本增效的干管互通式管网设计新思路

沁水盆地的煤层气开发已经由早期的单井位部署模式改变为近期的多井井丛式部署模式,为了进一步优化该气田的煤层气集输系统,针对当前煤层气集输系统存在的"三高"(能耗高、投资高、设备闲置率高)问题,综合考虑系统开发和运行两个阶段的需求,建立了相应的经济效益计算模型与优化模型,结合经济技术分析与软件数值模拟,提出了"干管互通式管网"的新设计理念——在不同区块间建立铺设连通管线,使设备互为备用,有效地降低了设备闲置率。研究结果表明:①采用干管互通式管网设计新理念,可以实现采气系统的互通、互联,增加管网的灵活性,进而有效提升站场平均负荷率和设备利用率,提高系统运行效率,降低系统能耗,提高经济效益;②该理念在沁水盆地某区块4×108 m3/a产能建设中的应用效果表明,系统投资降低了20%,站场的平均负荷率提升了30%,系统运行效率提高了10%,运行能耗降低了20%,收益增加2 000余万元。结论认为,该设计思路对今后煤层气田新区块开发建设具有重要的借鉴意义。     

油田地面工程注水管网模拟评价平台构建

油田开发中后期,地面注水系统能耗较为严重。基于流体力学理论、离散数学图论法和矩阵理论,构建了油田地面注水管网模拟评价平台,可实现注水管网的结构优化、参数监测及能耗评价。论述了注水管网的构建、管网水力计算模型的建立,油田地面注水管网模拟评价平台的架构。以胜利油田某注水管网为例,阐述了油田地面注水管网模拟评价平台在实际生产中的应用,根据油田地面注水管网模拟评价平台给出的改造方案,对注水管网实施改造,能耗较改造前减少了11.4%,管网注水效率明显提高。     

长输管道天然气集输管网优化设计

针对天然气集输管网规划设计问题,从井组划分优化、集输场站选址布置优化、干支管网连接网格化设计优化等三个方面对其管网系统的规划进行优化,通过对各优化方案进行设计方案分析表明,本文提出的优化方案好于传统优化方法。在天然气集输管网布局优化的基础上,从集输管网设计优化、管网运行优化等方面对其系统整体优化设计进行补充分析。详细提出了设计优化、运行优化的数学函数优化模型,界定了优化约束条件,对管网优化方案思路进行了明确。     

油田集输管网全局优化设计

为了降低油田集输管网的投资,避免集输管网设计结果陷入局部最优,在进行优化设计的过程中提出了一种全局优化方法,把站址布局、管网参数同时设为系统变量,以集输管网总投资和运行费用作为优化目标,建立了一个全局优化数学模型,并采用遗传算法求解了该模型。计算结果表明,全局优化与分级优化相比提高了结果的全局性,有效节省了投资。