在油田建设投资中,地面工程占油田开发总投资的30%~40%,占气田投资的60%~70%,油气集输与处理系统的建设工程量和投资一般约占整个地面工程的60%~70%;集输与处理系统的能耗占原油生产总能耗的30~40%,其中集油段能耗占60%~80%,而这部分能耗中90%~97%为热能消耗。优化管网结构,减少管道用量,优化集输参数,选择合理集输方式,从而实现油气集输的“低能耗、低投资、高效益、高水平”。本文结合现场实际需求,以管网投资最小为目标函数建立了树状和环状管网系统拓扑优化问题的数学模型,并根据模型的结构特点,采用分级优化法求解;以管网投资和运行费用最低为目标函数,建立了树状管网集输参数优化数学模型,采用POWELL法结合混合SUMT法对模型进行求解;根据电加热集输管道的传热原理建立了管道传热的物理模型和数学模型,并用预估校正法对模型进行求解,可计算不同工况下的电加热集输管道的所需功率;建立了稳态条件下,电加热管道周围土壤温度场的物理模型和数学模型,采用有限差分法求解,可计算一年中任意一天某一深度处大地温度;以电加热集输管网初投资和运行费用最低为目标函数,建立枝状电加热集输管网设计参数优化模型,得出敖南油田电加热集输最佳保温层厚度为38mm,经济埋深为1.2m;以投资和运行费用最低为目标函数,建立了断块油田新增产能集输优化的数学模型,可确定新增产能合理集输方式、最佳卸油点位置、合理转输时机、各处理站关、停、并、转的最佳时机等;针对采油九厂地面工程存在的问题,结合优化软件,提出了集输调整措施。