原油库是油田输储油品的核心单位,主要承担开采原油的计量、存储和外输任务,其系统工艺流程复杂,生产运行工况多变。现阶段,国内原油库的生产调度主要依赖于工作人员的主观经验,由于缺乏对实际生产运行过程的深入了解,决策一般仅能够从满足输送条件考虑,方案的安全性和经济性得不到保证。本文针对油田原油库的实际状况,开展原油库的生产运行过程仿真与优化技术研究,以便有效降低原油库的生产运行费用,保证其安全高效运行。主要包括以下研究内容:首先,在对原油库的基本组成单元和系统工艺流程进行分类和简化的基础上,将原油库的实际非稳态运行过程简化为一定时间内的多个连续相关的稳态过程,并对每个稳态过程建立系统的水力、热力耦合求解方法,实现对原油库实际运行过程的仿真。针对原油库在变工况、设备调节时的瞬变过程,根据流体瞬变理论建立管元的瞬态仿真数学模型,并将原油库的主要设备作为边界,采用特征线法对瞬态模型进行求解,实现对原油库的瞬态仿真。其次,以原油库安全完成输油任务的能耗费用最低为目标,研究建立原油库的输油方案优化和热油循环工艺方案优化的数学模型。两个优化问题都属于非线性混合变量优化设计问题,根据模型的结构特点,采用分层求解策略将原问题分解为设备组合方案优化和运行参数优化两层优化问题,分别采用遗传算法和分级优化法进行求解。最后,在理论研究的基础上,借助C++builder开发平台研制完成了“原油库生产运行过程仿真与优化系统”,该软件包括综合数据管理、图形处理、原油库运行过程仿真、原油库运行方案优化等功能模块。应用软件对原油库的实际生产运行过程进行了仿真和优化。实例计算结果表明:仿真结果误差在5%以内,具有较高的计算精度。通过优化,使大庆油田南一油库和北油库的输油能耗费用分别降低了11.3%和8.8%,南三油库的热油循环能耗费用降低28.9%。制定的优化方案可以对原油库的实际生产运行起到有效的指导作用。