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中海油研究总院团队助力实现海上管网能耗优化算法新突破!

2025-11-12 11:14     来源:中海油研究总院     海洋油气管线海上油气技术
11月11日获悉,研究总院联合有限上海分公司共同研发的“海上管网能耗优化功能”在油气管网在线仿真与优化系统正式上线并在增压平台现场应用。针对多站压缩机接力运行的负荷分配挑战,该功能能够进行全局寻优,科学制定五座机组的最优协同运行策略,显著降低燃料气耗量与耗电量。其核心算法形成一套可迁移、可复用的标准化模型,有望在海上油气田同类场景中推广部署,为海洋能源高效开发提供科技支撑。

多站协同困境:

破解“1+1>2”的能耗难题

随着增压平台的顺利投产,东部海域某海上气田五座增压站以串联与分支的形式,构建起高度耦合的输气系统。如何实现复杂系统的高效协同调控,已成为保障管网安全平稳运行、降低运行能耗与成本的核心挑战。

然而,由于各站压缩机运行特性与驱动方式各异,且通过海底混输管线紧密关联,任何一个节点的操作都可能产生“牵一发而动全身”的影响。传统依赖人工经验决策的方式,难以统筹管道最大操作压力、压缩机运行压力范围以及管道沿程压降规律等多重工程约束因素,能效优化缺乏系统性、全局性的科学指导。

技术逐个突破:

构建“从零到整”的全局最优智能决策体系

面对复杂系统协同优化这一核心难题,研究总院团队逐项攻克关键设备的精准建模,并结合智能寻优算法,成功构建覆盖全局的系统优化模型。

团队基于压缩机出厂性能曲线,构建了高精度运行能耗预测模型,能够动态预测设备在实际工况下的性能表现,为负荷优化分配奠定坚实基础。其次,团队建立了混输管网的水热力仿真模型,通过准确模拟天然气在管道内的流动与传热过程,动态捕捉管线压力与温度变化,从而实现管输需求与压缩机功率之间的精准匹配。最终,顺利开发出全局寻优的智能决策算法。通过深度融合管网仿真与压缩机能耗两大模型,形成了基于全局压力协同的能耗评估方法。

智能决策闭环:

用算法驱动运营,实现年省千万实效

管网能耗优化功能依托“油气管网在线仿真与优化系统”在生产现场完成部署,并与勘探开发数据湖平台无缝对接,实时获取气田产量与压气站运行参数,通过算法寻优持续调整运行策略,在全生命周期内为海上气田的智能化生产提供高效支撑。

基于管网能耗优化功能优化结果,明确最大能耗的关键增压设备,并对传统运行方案进行了系统性调整,提升全线运行压力,降低水力摩阻损失。调整后关键设备进口压力从2.8兆帕提升至3.3兆帕,出口压力从8.9兆帕提升至9.4兆帕,减少全线压缩机运行台数。经实际运行数据验证,现每日可稳定节省燃料气消耗量3万立方米。

未来,该功能将根据实时产量与温度变化,持续优化压缩机开机方案,为海上油气田降本增效与绿色低碳发展贡献力量。

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