【摘要】：隨著天然氣能源的需求量不斷增長(zhǎng),對(duì)天然氣季節(jié)性供應(yīng)起調(diào)峰作用的地下儲(chǔ)氣庫(kù)也獲得了更廣泛的重視。對(duì)于儲(chǔ)氣庫(kù)改造建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等方面均有研究,而對(duì)于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的研究是受到安全、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面因素影響的復(fù)合型問(wèn)題。因此,在進(jìn)入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)周期時(shí),要合理的采取注采氣的運(yùn)行方案以滿足以上眾多的考量。本文就枯竭油氣藏型地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行研究,主要內(nèi)容有:將地下儲(chǔ)氣庫(kù)壓力系統(tǒng)劃分為地下、井筒及管網(wǎng)三部分,分析其各個(gè)部分的運(yùn)行方式,并描述了生產(chǎn)周期的優(yōu)化運(yùn)行原理。建立地下和井筒的壓力、溫度數(shù)學(xué)模型,著重推導(dǎo)了地面管網(wǎng)的模型及相關(guān)參數(shù)。詳細(xì)分析了經(jīng)典粒子群算法及經(jīng)典遺傳算法的優(yōu)劣,對(duì)MOPSO算法的不足提出改進(jìn)辦法,將改進(jìn)的MOPSO與NSGA-II算法相結(jié)合提出混合多目標(biāo)優(yōu)化算法,基于ZDT函數(shù)對(duì)三種算法仿真對(duì)比。建立以經(jīng)濟(jì)性和安全性為優(yōu)化目標(biāo),綜合考慮井場(chǎng)、單井及管道運(yùn)行要求為約束條件的多目標(biāo)優(yōu)化模型。通過(guò)本文提出的混合多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)此問(wèn)題求解,確定最終配氣方案,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)計(jì)劃制定提供有效的指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP18;TE972.2
【圖文】：

圖 1.1 儲(chǔ)氣庫(kù)類型分布圖Fig 1.1 Distribution map of different kinds of underground natural gas storage表 1.1 全球不同地區(qū)儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量占消費(fèi)量比例統(tǒng)計(jì)表[7]able 1.1 The volume of gas storage in different regions of the world accounts for consumption proportion地區(qū)儲(chǔ)氣庫(kù) 工作氣量 占全球工作數(shù)量/座 /108m3氣量比例北美 480 1488 37.8%拉丁美洲 1 2 0.1%歐洲 150 1104 28.1%亞洲 21 48 1.2%獨(dú)聯(lián)體 50 1190 30.2%中東 2 60 1.5%亞太 12 43 1.1%

儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)壓力系統(tǒng)劃分分為地下、井筒、地面管網(wǎng)三部分。地下部分主要天然氣在地層中的壓力變化；井筒壓力分布是井筒從井口到井底的壓力變化；輸管網(wǎng)部分的壓力變化主要指沿線管道中壓力變化過(guò)程，地面部分包括了注氣程壓縮機(jī)組、過(guò)濾器等，以及采氣過(guò)程井口閥組、地面氣體處理設(shè)施等。儲(chǔ)氣系統(tǒng)注采氣過(guò)程壓力系統(tǒng)如圖 2.1 所示。.1.2 儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)注氣優(yōu)化運(yùn)行原理本文以地下儲(chǔ)氣庫(kù)地上—地下壓力一體化系統(tǒng)[26]仿真為基礎(chǔ)。注氣期時(shí)，隨天然氣擴(kuò)散入地層的量的累積，地層壓力急劇升高，從而傳遞到井口，這時(shí)需壓縮機(jī)輔助將氣體注入到地層中。注氣過(guò)程中，地層壓力實(shí)時(shí)變化，壓縮機(jī)功過(guò)低會(huì)導(dǎo)致注氣量無(wú)法達(dá)到；壓縮機(jī)功率過(guò)高會(huì)導(dǎo)致能耗的升高，從而有損經(jīng)效益。壓力一體化系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)反向計(jì)算，因此本文儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行優(yōu)化是通過(guò)atlab 計(jì)算從而控制壓縮機(jī)的功率輸出情況。如圖 2.2 所示為注氣過(guò)程優(yōu)化原理圖。=? 理想壓縮機(jī)功率實(shí)際壓縮機(jī)功率實(shí)際壓縮機(jī)出口壓力理想壓縮機(jī)出口壓力

第2 章 地下儲(chǔ)氣庫(kù)壓力系統(tǒng)模型.1 地面管網(wǎng)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)地下儲(chǔ)氣庫(kù)地面管網(wǎng)的布局方式根據(jù)儲(chǔ)氣庫(kù)田的地形構(gòu)造和集輸工藝劃分，要的地面管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：放射形、樹(shù)枝形及環(huán)形。由圖 2.5，對(duì)放射狀的拓?fù)錁?gòu)，儲(chǔ)氣井分別單獨(dú)與集氣站通過(guò)管道鋪設(shè)連接；對(duì)樹(shù)枝狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，則儲(chǔ)井先匯集到分支管道，不同儲(chǔ)氣庫(kù)經(jīng)由分支管道匯集到主管道；對(duì)于環(huán)狀的拓結(jié)構(gòu)，每個(gè)儲(chǔ)氣井與環(huán)形的管道相連接，通過(guò)環(huán)形管道輸送將天然氣輸送到集站。本文采取樹(shù)枝狀的地面管網(wǎng)拓?fù)浞绞�。氣�?

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本文編號(hào)：2744794