掺水集油是保证油田安全生产的重要技术手段,也是耗能巨大的主要生产环节,开展油田掺水集油运行优化研究可以取得显著经济效益。现有研究多采用确定性优化理论方法进行掺水集油运行参数的优化设计,但由于掺水集油生产的工艺界限存在着一定的模糊性,仅以确定性优化方法会造成部分优化信息的缺失。兼顾掺水集油生产中的模糊性质,开展原油集输系统模糊运行优化研究对于节能降耗、增强优化方案适用性具有现实意义。本文首先分析了单管掺热水流程管网结构特点,给出了管输水力、热力计算模型。在此基础上,建立了基于广度优先搜索(BFS)的管网参数计算方法,结合该方法的遍历性,实现了单管掺水节点参数和工艺参数的有效计算。该方法具有计算准确、易于实现等优点。其次,以集油系统动力能耗最低和热力能耗最低分别建立了目标函数,以掺水泵的扬程和压力、加热炉的供热温度等为决策变量,考虑管流流动特性、温度限制、压力限制等为约束条件,建立了单管环状掺水集油系统确定性多目标运行优化数学模型。通过线性加权方法将多目标优化转化为单目标优化,进而采用序列二次规划方法进行了求解。再次,在确定性集输系统运行优化的基础上,考虑单管掺水流程集输参数可行边界的模糊性,采用模糊集理论和模糊可靠度方法,构建了井口回压和进站温度的模糊化约束条件,形成了单管环状掺水集油系统模糊多目标运行优化数学模型,结合可行性准则,采用烟花算法进行了有效求解。最后,依托于Visual Studio 2010软件开发平台,采用C#程序开发语言,将所提出的广度优先搜索工艺计算方法、确定性集油系统运行优化理论方法和模糊集油系统运行优化理论方法付诸于程序实现,研发了“单管环状掺水集油系统运行优化平台”。软件实现了对系统管网的图形建模、单管掺水集油系统管网参数计算、确定性参数优化以及模糊参数优化等功能。借助于该优化软件,对某实例区块进行了测算,结果表明,确定性及模糊参数优化都能使集输能耗费用显著降低,分别降低10.5%、11.0%,验证了所提理论方法和编制软件的有效性。