该课题是经国家自然科学基金委员会给予资助，于2016年批准立项，研究期限为2017年1月-2020年12月，并于2021年3月结题验收的国家级科研项目。随着国家"双碳"目标与"节能优化"战略的提出，油气集输与储运生产过程的节能降耗、减资增效受到了广泛的重视，节能减资技术成为了国际石油公司竞相追求的前沿新技术。平原油气田集输系统布局优化理论在油气田应用取得了显著的经济效益，其理论方法也相对完善，但对于贡献了较大产量的建设在山地和丘陵地形上的油气田而言，起伏地形油气集输系统与"平面式"的油气集输系统具有空间维度及结构上的本质区别，导致集输系统布局优化方法无法直接应用。针对缺乏起伏地形下油气集输系统布局优化理论及技术的现状，开展了受约束三维地形条件下油气集输系统模糊布局优化理论方法及技术的研究。基于DEM三维地形重构技术，将结构简单的Grid格网模型和数据存储灵活的Tin格网模型相结合，结合模糊数学和插值方法，建立三维地形的高效、精细表征方法；根据实际存在的山体、河流、林带等障碍几何特征，采用R函数法和投影法，有效表征了影响布局方案的真实障碍；基于油气田最常见的枝状油气集输系统网络结构特征，综合考虑集输半径、三维地形限制、枝状结构特征等约束条件，建立了三维地形条件下油气集输系统拓扑布局优化数学模型。为求解此优化模型，提出了相向广度优先搜索管道路由优化方法和新型的混合粒子群-智能优化算法，其中相向广度优先搜索管道路由优化方法可节约7/9的时间复杂度和空间复杂度，大幅度提高拓扑布局优化模型的求解效率；开展了油水两相流等多相管流的流动规律及工艺计算研究，建立了油气集输系统模糊参数优化数学模型，开发了多层级耦合智能优化方法实现了最优参数方案的优化设计；最后，综合考虑集输系统拓扑结构与管道及运行参数决策变量，建立了通用于集油工艺和集气工艺的油气集输系统模糊整体优化模型，针对整体优化模型多决策变量、多约束条件、高度非线性的特点，提出了可实现全局优化求解的改进粒子群算法，构建了线性阶的格栅剖分集合划分法和位域相近模糊集求解法，突破了"维数灾害"的求解瓶颈，继而结合地形数据分治简化方法、相向广度优先管道路径搜索方法，创建了组合式智能优化求解策略，实现整体优化模型的高效、精确求解。该项目的研究成果有效填补了受限三维空间下油气集输系统布局优化理论方法的空白，为起伏地形油气田集输系统的节能减资、提质增效提供了理论与技术支撑。

东北石油大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。