[发明专利]原油输送系统低碳潜力分析方法、装置、介质及设备

说明书

本发明涉及一种原油输送系统低碳潜力分析方法、装置、介质及设备，方法包括：获取管道设计数据、原油物性数据、设备参数、环境数据和碳排放系数，对原油输送系统添加虚拟节点；根据原油输送系统生命周期特性，划分碳排放阶段，建立原油输送系统生命周期环境负荷评价模型；根据固相沉积清管、安全停输约束，确定各输送管道安全输送温度界限；以原油输送系统安全平稳运行为原则生成约束条件，以经济、低碳为双目标，建立原油输送系统运行优化模型，生成pareto前沿；根据敏感性分析，核算不同关键参数下的运行费用及碳排放量，判断输送系统低碳潜力；本发明能确定原油输送系统经济低碳运行方案，挖掘输送系统低碳潜力，推进油田绿色低碳转型。

技术领域

本发明涉及一种原油输送系统低碳潜力分析方法、装置、介质及设备，属于石油天然气开采技术领域。

背景技术

对于长距离原油输送系统，沿线联合站处往往有原油插输进系统，是一个多进单出系统，联合站内外输泵消耗电能为原油提供压力能以克服摩擦损失和势能损失，联合站内插输泵为原油提供压力能以保证本站油品顺利汇入系统，联合站各加热炉消耗燃料为原油提供热能以克服沿程热能损耗。

一方面，我国大部分油田所采原油粘度大、凝点高、含蜡量高，流动性较差，常采用高温加热方式输送，高温输送、高温储存导致大量轻组分挥发，系统运行费用、碳排放量较高。降低原油输送温度，泵运行费用升高，且导致大量蜡的析出，输送管段停输时间缩短，原油流动可靠性降低。对于营运单位来说，如何降低输送系统运行费用就显得尤为重要，但原油输送系统运行优化问题在数学上属于MINLP模型，是一类十分复杂的优化问题，其目的是在严格满足流动保障、水热力约束、流量平衡等多约束的前提下获得经济效益最优。

另一方面，对于沿程加热输送的原油输送系统，其生命周期内的碳排放在油气储运行业碳排放占到了重要比例，但由于原油输送系统的特殊性，尚未针对原油输送系统的生命周期内碳排放进行评估，运行优化过程中多牺牲低碳性以达到经济最优。在进行输送系统能耗预算时，电价、原油价格往往是动态变化的；且在油气田开发过程中，往往有新井的加入，输送管线的输量增加。因此，有必要分析原油输送系统的低碳潜力，促进节能减排，降低CO₂e排放量，评价原油输送系统的低碳潜力，实现油田的绿色转型。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种原油输送系统低碳潜力分析方法、装置、介质及设备，该方法能核算原油输送系统各阶段碳排放量，确定原油输送系统经济低碳运行方案，挖掘输送系统低碳潜力，推进油田绿色低碳转型。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种原油输送系统低碳潜力分析方法，包括：

获取原油输送系统的基础数据，添加虚拟节点将原油输送系统划分为站连接单元和管段连接单元；

根据原油输送系统生命周期特性，划分碳排放阶段，建立原油输送系统生命周期环境负荷评价模型并计算原油输送系统的各阶段碳排放量；

根据固相沉积清管约束、安全停输约束，确定各输送管道安全输送温度界限；

以原油输送系统安全平稳运行为原则，根据所获取的原油输送系统的基础数据生成包括各输送管道安全输送温度界限在内的约束条件，以原油输送系统的运行费用、运行碳排放量为双目标，建立原油输送系统运行优化模型，生成pareto前沿；

以原油输送系统运行优化模型为基础，分析电价、原油价格、输量敏感性，核算不同关键参数下的运行费用及碳排放量，判断原油输送系统的低碳潜力。

所述的原油输送系统低碳潜力分析方法，优选地，根据原油输送系统生命周期特性，划分碳排放阶段，建立原油输送系统生命周期环境负荷评价模型并计算原油输送系统的各阶段碳排放量，具体包括：

碳排放阶段包括：生产建设阶段碳排放、运行阶段碳排放、流动保障阶段碳排放和回收阶段碳排放；