摘要：随着时代的快速发展，科学技术也在不断进步，人们的生活水平也在不断进步，科学技术的进步使得我国各行各样得到更加快速的发展。在对油气田集输管网进行研究的过程中，由于需要建立相应的模型，但是在具体的建设过程中存在维数问题，因此整个求解过程就显得十分困难。本文在具体研究过程中主要从两个方面来研究油气田集输管网系统的优化，并且深入解析了当前油气田集输管网在优化过程中存在的一些问题，根据问题提出了切实可行的解决策略，这样才能对油气田集输管网系统进行更好的优化。
关键词：油气田；集输管网；系统优化；研究进步
油气田的开发本身就是一个复杂的工程，在具体的开发过程中任何一个环节出现问题都会对最终的工程质量造成影响，在具体开发过程中技术管网系统的优化问题是最为主要的一个关键环节，优化是否科学合理直接影响油气田开发的总投资以及在生产过程中的安全问题。集输管网是一个较为复杂的系统，主要作用是将油气田井口产出液进行集中收集处理，然后将产出液送到中央处理站，由于受到地形以及一些实际情况的影响，大部分的集输管网系统都十分复杂且庞大，占据整个油气田总投资很大一部分比例。因此需要对集输管网系统进行不断的优化和完善，将系统的作用充分发挥出来，这样才能获得更多的经济效益。
一、管网连接的主要结构
从当前的实际发展情况来看，集输管网通常分为三种不同的连接结构，分别是枝状管网、星状管网以及环状管网。在对集输管网系统进行优化前需要充分了解当前系统的连接结构，这样才能更好的进行模型建立。本文在研究过程中主要对星状管网以及枝状管网进行研究。
（一）对星状管网进行分级优化求解和整体优化求解
星状管网的重要工作原理是将几个相邻的进口采出液进行集中处理，然后将收集到的采出液输送到最近的集气站，通过这样的方式能够有效增加集输半径，同时还能够对采出液进行更好的收集和处理。想要对于该结构进行优化，则必须要求解出井口的最优分区，通过这样的方式能够找到汇点的最优位置和数量，从而进行更好的连接，整个连接过程中所需要投入的费用也相对较小，这样就能够从根本上节约成本。在进行求解的过程中最常使用的方法有两个，分别是分级优化求解以及整体优化求解。在具体的应用过程中可以根据实际情况进行选择。
分级优化求解法简单来说就是将一个大问题分为若干个不同的小问题，然后按照一定的顺序对小问题进行一次解决，通过这样的方式最终得到一个完整的方案。采用该种方法的好处在于能够将一个较为复杂的问题进行简化，同时还能够避免各个变量之间存在的耦合关系，问题的研究难度也能得到有效降低。在进行分级优化求解的过程中要按照正确的步骤进行。首先需要对当前的汇点个数进行确认，然后需要对井口的最优分区进行划分，在划分完成以后确定各个汇点的最优位置，当每个位置都确定完了以后就可以对各个位置进行连接，在连接的过程中要采用最优的连接方式，当连接完成以后则需要对管网的参数进行确认，完成以上所有步骤以后就能够得到一个完整的方案。上述步骤中，最为复杂的就是对井口最优区进行划分，在分区的过程中主要采用整数线性规划的方式或者是匈牙利算法，通过这样两种方式都能够进行求解。采用全局最优算法的优势在于可以得到子问题的全局最优解，但是也存在一些不足之处，缺点就是不适合应用在井口数目较多的情况下，如果数目较多则需要耗费大量的时间进行计算。
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当前绝大多数的研究学者使用的都是启发式算法来进行求解，启发式算法包括直接搜索法、层次分析法等等，启发式算法之所以能够得到十分广泛的应用是因为其具有绝对的优势，在应用的过程中能够在最短的时间内求出解，并且能够被很好的应用在一些较为复杂的模型中，虽然有十分明显的优点，但是也存在一些缺点，缺点就是如果整个模型极其复杂，那么求解的效果也会受到不同程度的影响。在对一些井口数目较多的油气田进口最优分区问题进行解决的过程中可以充分使用约束编程算法，或者是可以选择人工智能的求解方法，都能够很好的对问题进行解决。
虽然在具体的求解过程中，分级优化求解方法具有很多优势，但是在具体的应用过程中由于需要对每一个步骤进行求解，其中任何一个求解环节出现问题，都会对最终方案的质量产生影响，因此除了可以运用分级优化求解方法以外，还可以运用整体优化求解方法，整体优化求解方法简单来说就是对一个整体进行分析和研究从而得出一个全局最优解。
二、枝状管网
（一）串接型枝状管网
在对串接型枝状管网进行优化的过程中应该从三个不同的方面入手，分别是无向枝状结构连接、枝状结构中心点以及有向图的枝状连接。在具体的研究过程中可以将无向枝状结构和枝状结构中心点看做一个问题，可以采用的算法有很多，例如SI、dijkstra或者是prime。在解决有向图的枝状连接问题时候，由于需要考虑的因素众多，一次在对模型进行引入的过程中呈现一种非连续项，这就导致在求解的过程中不能使用传统的求解方法，可以使用遗传算法来进行求解。
（二）插入型枝状管网
在对插入型枝状管网结构进行优化的过程中，需要将问题进行细分，可以具体分为集气路径优化、支线连接优化以及集气干线条数优化等问题。在优化的过程中可以建立混合整数非线性规划的模型。在采用求解算法的过程中可以采用约束编程算法进行解决。
三、油气田集输管网系统的优化
从当前的实际发展情况，虽然对管道路径优化的方法有很多，但是对于一些较为复杂的路径优化问题，仍然需要一些特定的解决方式，可以采用启发式或者是智能算法求解的方式，当得到结果以后需要对结果进行进一步的探究。如果在研究过程中采用全局最优搜索算法，那么则不需要考虑太多的影响因素，只需要通过建模的方式就能够进行进一步的研究，因此在未来的研究发展过程中全局最优搜索算法是最为主要的一种方法，研究学者也应该将更多的时间和精力放在该种研究方式上。
结束语
综上所述，在对油气田集输管网结构进行优化的过程中，要采用最为科学合理的研究方法以及求解方式，这样才能够保证整个研究的科学有效性。我国油气田也能够得到更好的开发。
参考文献
[1]李杰训.大型油气田地面工程优化设计方法研究进展[J].油气田地面工程,2019,38(02):1-6+29.
[2]陈英,李芹宴,卿勇.油气集输管网系统优化研究进展[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(02):97-98.
论文作者:王建军
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/14
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