[发明专利]一种老油田区域集输管网拓扑结构优化方法

说明书

本发明提供了一种老油田区域集输管网拓扑结构优化方法，属于油田集输管网工程技术领域。其技术方案为：一种老油田区域集输管网拓扑结构优化方法，以图论法，将集输管网通过连通图来表示，将三级布站流程改进为串联式集油流程，在计量站和转接站连接关系确定的条件下，以井站间管线长度最短，或流量距离和最小等为目标，基于避圈法基本思想，计算处最优的连通图，建立目标函数，并与现有的管网比较，确定出新增管网，并结合现有管网及技术经济计算方法，筛选出应建管段。本发明的有益效果为：解决现有集油管网管输方向存在迂回、混合液往返运输等问题，能够改善现有管网连接方式，优化管网布局。

技术领域

本发明涉及油田集输管网工程技术领域，尤其涉及一种老油田区域集输管网拓扑结构优化方法。

背景技术

目前，油气田集输系统是油气田生产系统的重要组成部分，该系统建设投资较大，能源消耗多，运行成本高，因此对油气田集输系统的合理规划能够有效降低建设成本，节约能耗。现有油气集输管网系统多采用三级布站流程，即油气从井场先集中运输至计量站，再经由计量站汇合至转接站和联合站，形成树枝状的管网集输系统；导致集输管线管输方向存在迂回现象，造成混合液往返运输，集输能耗浪费严重等问题，增加了日常的运行成本。

目前，处于生产开采末期的油井，其产液量已不再由计量站计量，而是基于井示功图来计量油井的产液量。因此，可考虑将“三级布站”流程改进为串联式集油流程，优化井场与站场的连接关系以减少运输距离，降低运行成本。

为了解决管网冗余、流程不合理问题，需要对现有的“三级布站流程”进行改造，在支干线管网布局已定的现状下，考虑设计一种新的集输管网拓扑结构生成算法，确定油井与支干线管网的最佳连接隶属关系，大幅缩短油井流动转接站的距离，消除管网冗余和流程不合理问题。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种老油田区域集输管网拓扑结构优化方法，为解决上述集油管网管输方向存在迂回、混合液往返运输等问题，提出一种新的老油田集输管网拓扑结构优化方法，旨在改善现有管网连接方式，优化管网布局。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种老油田区域集输管网拓扑结构优化方法，包括如下步骤：

步骤S1，根据现有的井场、转接站与计量站之间的三级布站流程管网构建连通图G1；

步骤S2，保持G1中的转接站与计量站之间的连接关系不变，优化井场与转接站和计量站之间的连接关系，使得井站间管线总长度最短，形成串联式集油流程的集输管网并构建连通图G2；

步骤S3，以每个井场为基础构建运行能耗关联参数，所述运行能耗关联参数与运行能耗相关，所述运行能耗关联参数越大表示运行能耗越高，若G2相较于G1，相应井场对应的所述运行能耗关联参数的增幅超过预定阈值，则删除G2中与相应井场相连的管段；

步骤S4，步骤S3中G2保留下来的管段构成新增管段连通图G2'，其中G2'中包括若干个连通分量G2'_k，假设G′₂连通分量个数为N_G；

步骤S5、将G2'中的一个连通分量G2'_k和G1合并，形成新的连通图G3_k，计算出G3_k对应管网的年运营费C2；计算G1对应管网的年运营成本C1；

步骤S6、计算G3_k中对应的新增管段的建设成本并结合C2，计算G3_k的等额年费用AC；比较C1和AC的大小，如果ACC1，则建设G3_k中对应的新增管段，反之则不建设；

步骤S7，重复步骤S5-S6，直到所有的连通分量G2'_i都已遍历，即可从G2中的新增管段中确定出应建管段。