油田地面集输与注水系统用能评价及优化研究

摘要

提高油田地面系统的能源利用效率、减少能源浪费对解决目前存在的能源高消耗以及减排问题有着重要的意义。各油田响应国家的政策，正努力推进低碳、绿色发展，完善统计检测体系，推进结构调整和科技创新，加大节能减排投入。油田企业集输与注水系统能源消耗巨大，这两大系统生产优化工作的有效展开是实现节能目标的重要途径。本文结合中石化胜利油田的《集输与注水系统生产优化运行项目》的研究内容，以河口采油厂三矿为例，研究其集输与注水系统的用能分析方法、评价方法与优化方法。 首先对国内外集输系统用能分析方法与评价方法、节能降耗措施进行调研。采用能量平衡分析与?分析，对集输系统主要能耗设备如加热炉、泵、分离器等进行分析。结合集输系统工艺流程特点，对联合站内采用“三环节”能量分析法。通过对比多种综合评价方法的适应性与可靠性，提出改进的模糊综合评价法，构建了包含站外集输统、站内系统、注水系统三大子环节的指标体系与评价标准，建立集输与注水系统用能模糊综合评价模型。 利用HYSYS软件结合所提的评价与用能分析方法对胜利油田河口采油厂三矿集输与注水系统进行评价与优化分析。站外集输系统评价包括计量站加热炉炉温控制、集输管网运行工况分析。建立站外集输运行优化模型，确定约束条件，求解最优加热炉温度；站内集输系统从能量平衡与?平衡角度，对陈庄站的用能现状进行分析，并提出相应的优化措施。对陈庄站整体的能耗进行计算，建立联合站运行优化模型，通过确定约束条件，并对模型进行求解，得到联合站最优的运行参数；注水系统主要针对注水管网的摩阻损失与阀组节流损失进行评价，结合现场实际情况提出分压改造等优化方案。 设计并开发了B/S结构的企业级集输注水生产优化分析平台，实现了运行跟踪、用能评价分析、分数段输送计算及注水分压改造计算等功能。为油田集输注水系统的管理与优化提供了便利的平台，对油田数字化与实时信息技术的建设做出了尝试。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 论文研究背景及目的

1.2 国内外研究现状

1）工艺技术方面

2）模拟与理论研究方面

1.3 本文主要研究内容

（1）集输系统用能分析模型及用能分析方法研究

（2）集输系统评价方法研究

（3）集输系统运行优化研究

（4）集输系统生产优化平台的开发

（5）胜利油田河口采油厂集输系统用能评价

第二章 集输系统用能分析方法研究

2.1 能量平衡分析法

2.2 (火用)平衡分析法

2.3 集输系统主要设备及整体用能分析

2.3.1 三相分离器用能分析

2.3.2 稳定塔用能分析

2.3.3 罐类用能分析

2.3.4 输油泵用能分析

2.3.5 原油加热炉用能分析

2.3.6 集输系统整体用能分析

2.4 “三环节”分析法

2.4.1“三环节”理论

2.4.2 联合站“三环节”模型的建立

2.5 能量平衡与(火用)平衡对比分析

2.6 本章小结

第三章 集输与注水系统用能评价方法研究

3.1 系统用能评价方法优选

3.2 改进的模糊综合评价模型建立

3.2.1 构建集输系统模糊综合评价指标

3.2.2 因素分类以及评判集的建立

3.2.3 因素权重集的构建

3.2.4 评价指标评判矩阵的构建

3.2.5 模糊综合评判

3.2.6 模糊评价结果处理与分析

3.3 本章小结

第四章 集输与注水系统运行优化研究

4.1 集输管网节点参数计算

4.2 联合站运行参数优化研究

4.2.1 目标函数的建立

4.2.2 求解方法

4.3 站外集输系统运行参数优化研究

4.3.1 目标函数的建立

4.3.2 求解方法

4.4 注水系统运行优化研究

4.4.1 目标函数的建立

4.4.2 求解方法

4.5 本章小结

第五章 集输注水生产优化管理系统的开发

5.1 系统结构模式

5.2 技术架构

5.3 技术路线

5.4 系统功能模块

5.4.1 生产运行模块

5.4.2 评价模块

5.4.3 综合分析模块

5.4.4 操作卡片模块

5.4.5 模型管理模块

第六章 典型油田集输系统分析评价与优化

6.1 联合站评价分析与优化

6.1.1 联合站用能分析

6.1.2 联合站优化措施

6.2 站外集输系统评价分析与优化

6.2.1站外集输系统分析评价

6.2.2站外集输系统优化措施

6.3 注水系统评价分析与优化

6.3.1注水系统分析评价

6.3.2注水系统优化措施

6.4 集输系统整体综合评价

6.4.1 因素分类及评语集的建立

6.4.2 因素权重集的构建

6.4.3 评价指标评判矩阵的构建

6.4.4 模糊综合评判

6.4.5 模糊评价结果处理与分析

6.5 本章小结

第七章 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

致谢