關(guān)于油氣集輸工程管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)研究

李俐瑩（大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司）

油氣集輸管網(wǎng)在油氣田建設(shè)中扮演著重要角色，關(guān)乎油氣田的生產(chǎn)方式及生產(chǎn)效益。集輸管網(wǎng)的布局主要依賴(lài)計(jì)量站、油站等環(huán)節(jié)間的契合，以保障油氣集輸工程有效實(shí)施[1-2]。目前，受我國(guó)油氣田低滲透率、低孔隙度因素影響，應(yīng)用注水開(kāi)發(fā)工藝將帶來(lái)成本的上升，因此更需要依賴(lài)對(duì)油氣集輸管網(wǎng)的科學(xué)布局，適應(yīng)油氣田的實(shí)際需求和特殊條件，尋求更加優(yōu)質(zhì)的組合模式，實(shí)現(xiàn)各方面的參數(shù)平衡，最終使油氣集輸管網(wǎng)能夠發(fā)揮最大效能。

1 設(shè)計(jì)原則

在油氣集輸工藝設(shè)計(jì)中，必須基于包括地理、濕度、氣候等綜合因素，對(duì)油氣集輸工程管網(wǎng)進(jìn)行布局，以克服不同環(huán)境下對(duì)油氣集輸效率的影響和制約[3]。比如，受制于油氣田內(nèi)部構(gòu)成因素干擾，其油氣集輸方式與設(shè)計(jì)也將有所差異，為全面提升油氣集輸?shù)恼w質(zhì)量，勢(shì)必需要結(jié)合油氣田的綜合情況，注重對(duì)關(guān)鍵因素的考量，從而進(jìn)一步優(yōu)化油氣集輸系統(tǒng)，使之呈現(xiàn)布局合理、設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)、運(yùn)行高效的狀態(tài)，切實(shí)滿足當(dāng)前對(duì)油氣集輸?shù)默F(xiàn)實(shí)需求。

在油氣集輸工程管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循兩方面的原則，一是注重節(jié)能工藝完善，即在油氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)充分利用好相關(guān)的油氣資源，切實(shí)保證對(duì)油氣資源的收集、加工及運(yùn)輸，避免不必要的消耗；二是夯實(shí)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)，要實(shí)時(shí)掌握管網(wǎng)數(shù)據(jù)變化，對(duì)管網(wǎng)壓力實(shí)施有效控制，提升生產(chǎn)輸送效率，保障全面高效地技術(shù)運(yùn)行能力，降低油氣集輸過(guò)程中的消耗和影響[4]。

2 設(shè)計(jì)方案

油氣集輸技術(shù)工藝中涉及諸多內(nèi)容，尤其是工程管網(wǎng)的布局設(shè)計(jì)，在其中占據(jù)著極為關(guān)鍵的作用，并且其操作復(fù)雜、技術(shù)多元、設(shè)計(jì)要求高，包括了數(shù)學(xué)理論、物理理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)等綜合知識(shí)[5]。因此，要從地面集輸管網(wǎng)、井組、系統(tǒng)布局、集中處理站等方面加以?xún)?yōu)化，以此來(lái)保證油氣集輸工程管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

2.1 地面集輸管網(wǎng)優(yōu)化

地面集輸管網(wǎng)是油氣集輸工程中的核心構(gòu)成因素，可包含油庫(kù)、油站、中間站等諸多節(jié)點(diǎn)，由此構(gòu)成油氣集輸?shù)耐暾W(wǎng)絡(luò)，便于油氣資源的生產(chǎn)和運(yùn)輸，幫助油氣田企業(yè)創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)收益。為適應(yīng)地面集輸管網(wǎng)應(yīng)用需求，在布局設(shè)計(jì)時(shí)則可以綜合考慮各方面因素，尤其是對(duì)連接方式、設(shè)備規(guī)模及管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化等環(huán)節(jié)，實(shí)施具有宏觀層面的設(shè)計(jì)規(guī)劃，做到設(shè)計(jì)的合理布局與優(yōu)化，切實(shí)保證油氣集輸管網(wǎng)能夠與各站點(diǎn)與油井科學(xué)分布，選擇適宜地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計(jì)模型，保證各項(xiàng)管網(wǎng)方案趨于完善，為后續(xù)生產(chǎn)中的節(jié)能降耗提供有力支撐[6-7]。

2.2 井組的優(yōu)化

一般情況下，油氣田所處的地理環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，因此油氣集輸與其內(nèi)部之間將形成較為復(fù)雜的流程。為使油氣集輸工程管網(wǎng)布局趨于合理，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對(duì)井組的具體情況，采取差異化的集輸流程，盡量減小對(duì)實(shí)際運(yùn)行效率的影響。通常在設(shè)計(jì)優(yōu)化中主要考慮兩種集輸流程，即單井集輸流程和多井集輸流程，從目前的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，均需要綜合考慮集油站的整體規(guī)模，在滿足無(wú)一集輸半徑的條件下，采用更加適宜的集輸模式，有效確定井組和集油站間的關(guān)聯(lián)性，盡量縮短井組的間距，從而最大程度上降低管網(wǎng)設(shè)計(jì)投入，使之布局趨于科學(xué)[8]。

2.3 系統(tǒng)布局的優(yōu)化

油氣集輸工程管網(wǎng)設(shè)計(jì)質(zhì)量關(guān)乎整體生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在布局設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，不僅在于提升其適用性，更能夠保證節(jié)能工藝的全面應(yīng)用。因此為提升設(shè)計(jì)的科學(xué)性，在實(shí)施工程管網(wǎng)布局的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從多種方案中，選擇最為合理地管線布局路徑，尤其是保證管網(wǎng)的最短連接路徑，最終保證油氣集輸框架的優(yōu)化。與此同時(shí)，除了在設(shè)計(jì)層面做好優(yōu)化外，還應(yīng)明確各單位等級(jí)關(guān)系，綜合分析管線平面布局方案篩選與優(yōu)化，形成油氣集輸管網(wǎng)布局體系的論證和應(yīng)用，切實(shí)從布局設(shè)計(jì)層面降低成本，達(dá)到更為契合的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，使油氣集輸工程管網(wǎng)的設(shè)計(jì)性與應(yīng)用性同步增強(qiáng)。

2.4 集中處理站選址優(yōu)化

集中處理站是油氣集輸工程管網(wǎng)中的重要構(gòu)成，要想發(fā)揮出工程管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)的優(yōu)化，做好集中處理站的選址工作較為關(guān)鍵[9]。一方面，集中處理站在油氣集輸線路中，發(fā)揮出重要的處理效能，與油氣集輸管線具有相互促進(jìn)和緊密銜接的作用，因此其所產(chǎn)生的影響力不容小覷，甚至在很大程度上影響著節(jié)能工藝的應(yīng)用。一般而言，在集中處理站的選址中，應(yīng)采用矩陣算法計(jì)算出最短路徑，從而使其整體結(jié)構(gòu)獲得優(yōu)化，確保油氣集輸工程管網(wǎng)的總距離得到壓縮，切實(shí)實(shí)現(xiàn)成本的控制和消耗的降低。

3 實(shí)施路徑

依據(jù)對(duì)油氣集輸管網(wǎng)節(jié)能設(shè)計(jì)及實(shí)施要求，利用對(duì)管網(wǎng)布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠大幅提升油氣集輸系統(tǒng)的利用效率，使管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)得到有效突顯，油氣集輸工程管網(wǎng)布局節(jié)能統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 油氣集輸工程管網(wǎng)布局節(jié)能統(tǒng)計(jì)

通過(guò)對(duì)管網(wǎng)布局節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠?yàn)橛蜌饧敼こ烫峁┯行У墓?jié)能思路，而要真正使其節(jié)能潛力得到挖掘，勢(shì)必需要依托對(duì)實(shí)施路徑的優(yōu)化，為油氣集輸工程的節(jié)能設(shè)計(jì)提供有利保證。

3.1 堅(jiān)持嚴(yán)格的節(jié)能意識(shí)

油氣集輸工程事關(guān)國(guó)家能源戰(zhàn)略，是保障社會(huì)能源供應(yīng)的前端領(lǐng)域。因此在實(shí)施油氣集輸工程管網(wǎng)布局與設(shè)計(jì)時(shí)，必須要從戰(zhàn)略層面加以審視與思考，做好工程管網(wǎng)設(shè)計(jì)責(zé)任與合作的落實(shí)，尤其是突出對(duì)節(jié)能工藝的實(shí)踐應(yīng)用，保證在布局設(shè)計(jì)中發(fā)揮出其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，確保工程順利有序進(jìn)行[10]。一方面，應(yīng)做好工程設(shè)計(jì)參與者的思想引導(dǎo)，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)、使命意識(shí)與專(zhuān)業(yè)意識(shí)，全面發(fā)揮出工程布局設(shè)計(jì)的科學(xué)性，也深入了解設(shè)計(jì)優(yōu)化在行業(yè)的重要性及影響，從而保證布局設(shè)計(jì)始終趨于完善；另一方面，為凸顯節(jié)能工藝的實(shí)際效果，在布局設(shè)計(jì)中應(yīng)注重高新技術(shù)的應(yīng)用，解決以往能耗高、產(chǎn)能低等頑固問(wèn)題，切實(shí)推動(dòng)行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

3.2 強(qiáng)化節(jié)能運(yùn)輸?shù)墓芾?/h3>

在油氣田資源的開(kāi)發(fā)利用中，油氣集輸工程實(shí)施效果與其生產(chǎn)效益成正比，因此唯有達(dá)到更高的管理標(biāo)準(zhǔn)，才能夠真正達(dá)成預(yù)定的節(jié)能目標(biāo)，幫助油氣資源得到高效地利用[11]。對(duì)于油氣集輸工程而言，管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)不僅發(fā)揮著連接作用，更對(duì)運(yùn)輸質(zhì)量和運(yùn)輸安全具有重要影響，因此在各個(gè)運(yùn)輸管理環(huán)節(jié)中，均應(yīng)保持更高的安全管理標(biāo)準(zhǔn)，將節(jié)能管理作為核心內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)與改造，及時(shí)了解運(yùn)行狀態(tài)及存在的風(fēng)險(xiǎn)，不斷實(shí)施運(yùn)輸模式研究和升級(jí)，真正滿足節(jié)能運(yùn)輸?shù)囊?，為行業(yè)長(zhǎng)效發(fā)展提供支持。

3.3 注重全新工藝的應(yīng)用

針對(duì)油氣集輸工程管網(wǎng)布局設(shè)計(jì)，除利用設(shè)計(jì)理念和方式上的優(yōu)化外，也應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)的發(fā)展格局，積極運(yùn)用油氣集輸節(jié)能工藝，做好傳統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)和更新[12]。尤其是在信息技術(shù)地快速發(fā)展背景下，更應(yīng)開(kāi)發(fā)或引入全新的設(shè)計(jì)理念與施工工藝，以此應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的工程條件，優(yōu)化油氣資源的生產(chǎn)與運(yùn)轉(zhuǎn)方式，全面發(fā)揮出現(xiàn)代科技應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。不僅如此，為配合油氣集輸工程管網(wǎng)設(shè)計(jì)思維，還應(yīng)強(qiáng)化對(duì)操作人才的培養(yǎng)，特別是提升信息化管理素養(yǎng)，確保在運(yùn)行過(guò)程中能夠發(fā)揮技術(shù)與智慧優(yōu)勢(shì)，達(dá)到節(jié)能工藝的最佳效能。

4 結(jié)束語(yǔ)

伴隨我國(guó)各領(lǐng)域地快速發(fā)展，能源已經(jīng)占據(jù)著不可替代的地位。油氣集輸工程作為能源開(kāi)發(fā)的重要保證，必須要切實(shí)做好各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接，在油氣集輸工程管網(wǎng)布局上，要突出對(duì)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以節(jié)能降耗為核心導(dǎo)向，使油氣集輸工程既能夠發(fā)揮出關(guān)鍵的保障作用，又可能體現(xiàn)節(jié)能降耗的設(shè)計(jì)目標(biāo)，真正優(yōu)化我國(guó)油氣開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)，為能源企業(yè)贏得更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。