基于粘度预测的联合站间混合原油输送系统优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于粘度预测的联合站间混合原油输送系统优化方法及装置，涉及石油储运的技术领域，包括：获取管道设计参数、原油物理性参数、设备参数以及地貌参数，并对原油外输管道添加虚拟节点；将两种的原油进行混合，并获取混合体积比、剪切度、温度节点下的混合原油粘度，并将混合体积比以及原油物理性参数输入至预选模型中以获取预测原油粘度，对预选模型进行评价以获取预选模型评价值以获取最优预选模型；构建目标函数并建立约束方程，获取混合体积比、剪切度、温度节点以获取最优预选模型下的原油估计粘度，求取目标函数在约束方程下的最优解以获取混合原油输送系统最优方案。通过本发明专利技术可以实现生产运营的精细化管理。管理。管理。

【技术实现步骤摘要】
基于粘度预测的联合站间混合原油输送系统优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及商用厨房灭火
，尤其是涉及一种基于粘度预测的联合站间混合原油输送系统优化方法及装置。

技术介绍

[0002]我国生产的原油大多粘度高，易冷凝，联合站间原油输送一般采用加热输送方式，根据原油物性参数及管道水力、热力条件，沿程设置增压、加热点，沿程不同区块的原油插输进入，由油泵为油流提供压力能以克服摩擦损失和高差损失，加热装置提高输送温度以保证管道内油流温度高于凝点，防止发生凝管事件。
[0003]伴随油田开发，新建产能区块增加、开发生产部署调整都可能造成区块产量变化，都可能造成混合原油物性变化，尤其是混合原油粘度的变化，它是影响管道摩阻的重要参数，同时对系统运行温度的定义具有重要影响，是关系运行管理优化和决策的关键参数。
[0004]在实际生产中，混合原油粘度参数的获得一般需要通过专业机构采用专门设备测试获得，取样、检测、分析周期长、工作量大、效率较低，同时受取样时生产情况变化及测试分析人员经验等人为因素影响，测试结果存在一定的差异性。
[0005]近年来，油田生产数字化水平不断提升，实时获取关键参数、制定优化对策、形成运行优化调整方案，实现生产运行的精细管理、智能管控已经成为发展的必然要求。这种以人工化验、分析和经验决策的粗放式生产管理模式已不能满足需求，因此亟需对现有技术中的生产管理模式进行改进，提出优化方案。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于粘度预测的联合站间混合原油输送系统优化方法及装置，以实现生产运营的精细化管理，摆脱依靠人工化验、分析和经验的粗放式生产管理，在区块产量变化的工况下，提供高效率、可量化的原油输送优化方案。
[0007]本专利技术提供了一种基于粘度预测的联合站间混合原油输送系统优化方法，具体包括如下步骤：
[0008]S1：获取管道设计参数、原油物理性参数、设备参数以及地貌参数，并对原油外输管道添加虚拟节点；
[0009]S2：将两种的原油进行混合，并获取混合体积比、剪切度、温度节点下的混合原油粘度，并将所述混合体积比以及所述原油物理性参数输入至预选模型中以获取预测原油粘度，基于所述混合体积比、所述混合原油粘度、所述预测原油粘度对所述预选模型进行评价以获取预选模型评价值，所述预选模型的数量大于一个；
[0010]S3：基于所述预选模型评价值获取最优预选模型；
[0011]S4：构建目标函数并建立约束方程，获取混合体积比、剪切度、温度节点以获取最优预选模型下的原油估计粘度，基于所述管道设计参数、原油物理性参数、设备参数、地貌参数以及所述原油估计粘度求取所述目标函数在约束方程下的最优解以获取混合原油输
送系统最优方案。
[0012]优选的，所述管道设计参数包括管道长度、管道内径、管道壁厚、管道设计承压；
[0013]所述原油物理性参数包括原油密度、热容、最低输送温度；
[0014]所述设备参数包括现行工况下加热炉、外输泵运行工况和储罐最低允许入口压力；
[0015]所述地貌参数包括外输管道沿线海拔高度、沿线地温以及总传热系数；
[0016]所述并对原油外输管道添加虚拟节点用于表征外输管道的拓扑结构，包括外输泵进入口节点、加热炉进入口节点、管道分段节点。
[0017]优选的，所述预选模型包括阿伦尼斯模型Ⅱ、双对数模型、双对数修正模型Ⅲ以及Cragoe修正模型的一种或多种。
[0018]优选的，所述双对数修正模型Ⅲ获取预测原油粘度的公式如下：
[0019][0020]X
i
—第i种组分原油的体积分数；
[0021]μ
m
—预测原油粘度；
[0022]μ
i
—第i种组分原油的粘度；
[0023]μ
jk
—第j种、k种原油按1：1质量或体积比混合后的混合油粘度。
[0024]优选的，所述基于所述混合体积比、所述混合原油粘度、所述预测原油粘度对所述预选模型进行评价以获取预选模型评价值的步骤包括：
[0025]采用如下公式获取平均误差、最大绝对误差作为评价指标：
[0026][0027][0028]ARD—平均误差；
[0029]MRD—最大误差；
[0030]μ
p
—混合原油粘度；
[0031]μ
m
—混合体积比以及所述原油物理性参数输入至预选模型中获取的预测原油粘度；
[0032]采用极差变换法对所述评价指标进行归一化处理：
[0033][0034]x
ij
—评价指标值；
[0035]y
ij
—标准化处理后评价指标；
[0036]采用如下公式获取综合评价矩阵以获取预选模型评价值：
[0037]E＝w
T
Y
[0038]w—绝对平均偏差、最大绝对偏差的权重值矩阵；
[0039]Y—经无量纲化处理后的归一化指标值矩阵。
[0040]优选的，构建目标函数并建立约束方程的步骤包括：
[0041]所述目标函数为外输泵年运行费用、加热炉年运行费用、加热炉及外输泵年折旧费用之和最小:
[0042]minf＝N
p
+N
f
+N
d
:
[0043]N
p
—外输泵年运行费用；
[0044]N
f
—加热炉年运行费用；
[0045]N
d
—加热炉及外输泵年折旧费用；
[0046]式中，外输泵年运行费用：
[0047][0048]P1—泵进口压力
[0049]P2—泵出口压力
[0050]Q
1,2
—增压介质液量
[0051]t—运行时间；
[0052]η
p
—外输泵效率；
[0053]σ
e
—电费；
[0054]采用如下公式获取加热炉年运行费用：
[0055][0056]c—原油比热容；
[0057]ρ—原油密度
[0058]Q
2,3
—加热介质流量
[0059]T2—加热炉进口温度
[0060]T3—加热炉出口温度
[0061]σ
f
—加热炉燃料费用；
[0062]η
R
—加热炉效率；
[0063]c
H
—燃料油低位发热值；
[0064]采用如下公式获取加热炉及外输泵年折旧费用：
[0065]N
d
＝D
f
σ
bf
+D
p
σ
bp
[0066]D
f
—加热炉购置费用；
[0067]σ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粘度预测的联合站间混合原油输送系统优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：获取管道设计参数、原油物理性参数、设备参数以及地貌参数，并对原油外输管道添加虚拟节点；S2：将两种的原油进行混合，并获取混合体积比、剪切度、温度节点下的混合原油粘度，并将所述混合体积比以及所述原油物理性参数输入至预选模型中以获取预测原油粘度，基于所述混合体积比、所述混合原油粘度、所述预测原油粘度对所述预选模型进行评价以获取预选模型评价值，所述预选模型的数量大于一个；S3：基于所述预选模型评价值获取最优预选模型；S4：构建目标函数并建立约束方程，获取混合体积比、剪切度、温度节点以获取最优预选模型下的原油估计粘度，基于所述管道设计参数、原油物理性参数、设备参数、地貌参数以及所述原油估计粘度求取所述目标函数的在约束方程下的最优解以获取混合原油输送系统最优方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管道设计参数包括管道长度、管道内径、管道壁厚、管道设计承压；所述原油物理性参数包括原油密度、热容、最低输送温度；所述设备参数包括现行工况下加热炉、外输泵运行工况和储罐最低允许入口压力；所述地貌参数包括外输管道沿线海拔高度、沿线地温以及总传热系数；所述并对原油外输管道添加虚拟节点用于表征外输管道的拓扑结构，包括外输泵进入口节点、加热炉进入口节点、管道分段节点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预选模型包括阿伦尼斯模型Ⅱ、双对数模型、双对数修正模型Ⅲ以及Cragoe修正模型的一种或多种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双对数修正模型Ⅲ获取预测原油粘度的公式如下：X
i
—第i种组分原油的体积分数；μ
m
—预测原油粘度；μ
i
—第i种组分原油的粘度；μ
jk
—第j种、k种原油按1：1质量或体积比混合后的混合油粘度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述混合体积比、所述混合原油粘度、所述预测原油粘度对所述预选模型进行评价以获取预选模型评价值的步骤包括：采用如下公式获取平均误差、最大绝对误差作为评价指标：
ARD—平均误差；MRD—最大误差；μ
p
—混合原油粘度；μ
m
—混合体积比以及所述原油物理性参数输入至预选模型中获取的预测原油粘度；采用极差变换法对所述评价指标进行归一化处理：x
ij
—评价指标值；y
ij
—标准化处理后评价指标；采用如下公式获取综合评价矩阵以获取预选模型评价值：E＝w
T
Yw—绝对平均偏差、最大绝对偏差的权重值矩阵；Y—经无量纲化处理后的归一化指标值矩阵。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建目标函数并建立约束方程的步骤包括：所述目标函数为外输泵年运行费用、加热炉年运行费用、加热炉及外输泵年折旧费用之和最小:minf＝N
p
+N
f
+N
d
:N
p
—外输泵年运行费用；N
f
—加热炉年运行费用；N
d
—加热炉及外输泵年折旧费用；式中，外输泵年运行费用：P1—泵进口压力P2—泵出口压力Q
1,2
—增压介质液量t—运行时间；η
p
—外输泵效率；σ
e
—电费；采用如下公式获取加热炉年运行费用：
c—原油比热容；ρ—原油密度Q
2,3
—加热介质流量T2—加热炉进口温度T3—加热炉出口温度σ
f
—加热炉燃料费用；η
R
—加热炉效率；c
H
—燃料油低位发热值；采用如下公式获取加热炉及外输泵年折旧费用：N
d
＝D
f
σ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈倩岚，项勇，赖学明，陈杰，焦玉博，王玮，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：