辽河油田已进入“三高期”开发阶段,原油产量逐年递减,原油含水不断上升,地面集输系统存在的问题越来越突出,原有部分站、管线、设备等设计能力与实际不匹配,原有集输方式已不适应现场要求,致使系统运行效率低,单耗高,造成很大浪费。在实际生产中由于负荷不平衡制约生产发展,并且开发初期采用的工艺已经不适合目前工艺要求,技术含量较低,运行费用高、效率低。本论文以稠油油品物理性质及流变学数据为基础,采用科学的系统用能评价方法,从安全输送与节能输送的角度,给出辽河油田稠油各种集输流程(单管冷输、单管热输、掺稀油、掺活性水和三管集输流程)的应用界限,为“辽河稠油老油田集输工艺优化”工程的进一步深化提供技术支持。本文首先对目前辽河油田正在应用的几种集油流程,以及各种流程在实际生产中存在的利弊情况进行了详细地分析。其次,针对油气混输管线的水力计算问题,结合目前各油田的实际情况给出用于一般物性的原油的油气混输计算方法、用于高粘原油的油气混输计算方法、用于油、气、水三相流动的混输计算方法。根据混输管线的特点,给出了混输管线中溶解度、体积系数、压缩系数、原油表面张力等相关油气物性参数的计算方法。在油气混输管线工艺计算方法的基础上,结合各流程的工艺特点,得出了适用于单管、双管、三管流程的油气混输管网的工艺计算方法。根据能量平衡原理,结合集输流程的实际特点进行了集输系统效率及单耗计算方法研究。在以上理论研究工作的基础上,以影响集油工艺流程选择较大的相对密度、粘度、凝固点作为主要参数,在对辽河油田集油工艺流程调研的基础上,进行流变性研究和工艺计算,分别确定了单管冷输、单管热输、掺活性水、掺稀油、三管伴热等集油工艺流程的安全输送界限,为辽河油田在今后的节能降耗改造措施方面提供了理论依据。从管网布局方面进行油气集输系统拓扑优化。主要是在保证系统正常生产和便于管理的前提下确定管网的级数、确定管线与站的连接关系、确定各种站的几何位置,以达到降低系统投资的目的。最后对集输系统耗能水平评价方法进行了研究。主要是将原油集输系统分解为若干个子系统,然后对子系统进行能量分析。对子系统的能量分析,可根据各子系统的特点,分别选用黑箱模型、灰箱模型、和白箱模型进行计算。最终给出实例进行不同流程耗能水平对比分析。