油田注水管网建立的目的是将水从注水泵站按照生产实际需要分配给各注水井,满足各注水井对注入水压力、流量方面的需要。注水管网在长期运行中内部会出现较为严重的结垢、腐蚀、穿孔等病态现象,使其摩阻系数及管内径发生较大改变,导致其仿真计算及优化调度出现较大误差;另一方面,为了监控整个注水系统的运行状况及采集注水数据,我们需要在管网各个节点安装压力和流量传感装置,但受投资成本和技术方面的限制,实时信息监测系统仅在主要节点安装传感装置,如何通过有限节点的检测数据来估算出整个管网系统各部分节点的压力和流量值是油田生产管理迫切需要解决的问题。针对以上问题,首先选取病态管网的实际参数为反演对象,以采集到的节点实际压力和流量为依据,通过合理的反演算法求解出较为正确的管网当量参数(为了简化起见,将所有病态参数的影响归结为当量摩阻系数的改变),为管网的仿真计算提供正确的建模数据。在此基础上,研究利用管网部分已知节点压力流量数据来估算整个管网节点压力状态的算法,并将其应用到实际管网状态估计中。本文主要研究了以下内容。针对油田注水管网仿真计算求解问题,建立注水系统管网平差计算数学模型。提出分别用拟牛顿法和最小二乘法对理想管网数学模型进行优化,从而训练出最好解。针对有限压力测试点的分布规律研究问题,建立管网系统压力检测点决策问题的数学模型,通过模糊聚类方法,确定压力检测点的最优分类。针对节点压力部分未知的管网病态参数修正问题即管网管元摩阻系数反演问题,建立油田注水管网摩阻系数反演目标函数模型。采用粒子群算法、模拟退火算法对多变量、多参数管网摩阻系数反演问题进行迭代寻优。针对实时信息监测系统仅在主要节点安装压力、流量监测装置这一问题,建立油田注水管网状态估计数学模型。分别采用禁忌搜索算法、模拟退火算法对该模型进行了迭代求解。计算结果表明,由部分已知节点参数估算管网运行状态是可行的。建立了一套油田注水模拟装置,将上述管网参数修正算法和状态估计方法应用到该装置上,利用该模拟装置的实测数据对算法进行了修正和验证,证明算法的正确性。