埕岛油田集输管网调整优化技术研究

论文摘要

胜利埕岛油田为了适应滚动开发的需要,集输管网分期分批建成,没有统一的规划和设计,存在流量分布不均,布局不合理的问题,而且一些边远区块的集输半径较大,集输管网末端干压已经达到2.0MPa,对油井举升工艺和管道运行安全产生较大影响。随着油田勘探开发不断深入,根据油藏调整规划,需新打312口加密调整井,新建产能约247万吨,且规划建设中心三号平台,因此需要对目前的管网布局进行调整,优化管网结构,确定新增油井的连入点位置以及管径大小,实现新增产能顺利进入集输系统,同时解决目前管网存在的问题。本文根据海上油田集输管网的实际情况,将管网的布局优化问题分解为三个子问题:卫星平台分组优化、中心平台选址优化和管网布置优化。基于产量距离的概念,建立了卫星平台分组优化模型,并利用遗传算法求解;结合图论中网络图的加权中心的概念,建立了中心平台选址优化模型,利用Warshall算法求解;对于管网布置优化,文中建立了最小生成树模型和遗传算法模型,分别应用Prim算法和改进的单亲遗传算法进行求解,并利用建立的海底管线费用模型对两种模型的优化结果进行比较分析,最小生成树模型得到的管网总长度最短,但管网投资却不是最省的,而且存在集输半径较大,管网流量分配不均的问题,而遗传算法模型则直接以管网的投资为优化目标,考虑了管网中流量分配对投资的影响,得到的管网不仅投资省,而且流量分布、水力性能都较优。结合埕岛油田的实际平台分布,利用本文的布局优化方法得到了一个优化的管网布局,与现有管网相比可以节省约15%的投资。根据油田后期开发规划,优化了中心三号平台的位置,给出了中心三号平台投产前后的管网布局调整方案,并利用PIPEPHASE软件优化新建管线的管径,模拟了管网的水力状况,模拟结果表明调整优化后的管网流量分布均匀,大多数平台回压都控制在1MPa左右。本文的研究成果可以为埕岛油田的油藏调整及二次开发规划方案提供直接的参考依据,对集输管网的规划设计具有重要指导意义。同时也可以应用于其它海底油气田集输管网的规划设计,对降低地面工程投资和生产运行成本,提高油田的整体效益具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概论
• 1.1 课题目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 本文研究内容
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究思路
• 1.3.3 研究重点与难点
• 第二章 集输管网的数学描述
• 2.1 图论基础
• 2.1.1 图的概念
• 2.1.2 图的矩阵表示
• 2.2 海底集输管网形式
• 2.2.1 海底集输管网构建模式
• 2.2.2 管网图的计算机实现
• 第三章 集输管网布局优化
• 3.1 平台最优分组
• 3.1.1 数学模型
• 3.1.2 模型求解
• 3.1.3 算例分析
• 3.2 中心平台选址
• 3.2.1 图论中的选址问题
• 3.2.2 中心平台的选址
• 3.2.3 算例分析
• 3.3 集输管网布局优化
• 3.3.1 海底管线的投资费用
• 3.3.2 集输管网布局优化模型
• 3.3.3 算例分析
• 3.4 小结
• 第四章 埕岛油田集输管网优化
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 平台基础数据
• 4.1.2 已建管网资料
• 4.2 埕岛油田管网优化计算
• 4.2.1 已建管网的优化
• 4.2.2 2008-2009 年管网调整优化
• 4.2.3 未来管网整体规划
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢