污水系统是油田地面工程中的重要组成部分。它是对油田产出水进行收集和处理,从而为后续的回注或排放做好前期准备的关键环节。其运行水平好坏决定了采出水处理效果、注入水质量以及水资源是否合理利用,直接影响油田开发的经济效益。同时也影响整个油田是否满足国家对环境保护的要求。随着我国陆上油田陆续进入三次采油阶段,多元开发方式下采出水普遍“见聚”现象更为突出,原水中成分复杂。含不同成分的原水需要采用不同的工艺处理。处理后的污水又要根据下游注水对水质需求的不同,处理到不同的深度。因此整个系统具有介质多元、工艺多样以及管网复杂的特点。在这种情况下,仅靠人工经验来对系统进行污水调度的局限性越来越突显。特别是针对大型油田站场滚动建设,管网连接关系复杂、站库建处理能力不均衡、设备陈旧等特点均给调水过程带来难度。因此,开展多介质油田污水系统仿真优化技术研究,实现系统内水量平衡和不同水质的自动调配,具有重要的理论意义和实际应用价值。针对该问题,开展了以下研究工作:首先,分析了多介质油田污水系统结构和工艺流程。在此基础上,建立了系统节点参数计算数学模型。借鉴计算机语言中“面向对象”思想,设计了污水系统数据的存储结构。结合二叉树数据结构研制了适用于多介质油田污水管网系统节点参数计算方法。该算法可实现对系统内管线流量、节点流量、节点压力、污水站负荷率、进站水含聚浓度、泵工况等参数进行计算。并具有运算速度快、耗费内存小的优点。其次,考虑多介质油田污水系统的调水规则及水质处理要求,构建了包含系统流量平衡约束、节点流量平衡约束、污水站进站水质约束、污水站处理能力约束、输水站输送能力约束等五大类约束条件,以调运过程中总能耗最低为目标的目标函数,以多层级站场之间的调配水量为决策变量。建立了含不同输运介质的油田污水系统优化调度数学模型。针对模型的复杂特性,开发了基于DFS(深度优先搜索)的算法,用以寻找各级站库间调水通路作为优化过程的设计变量。并采用粒子群算法与惩罚函数相结合的方式对该模型进行了求解。最后,结合软件工程学理论和C#程序语言,开发了“多介质油田污水管网辅助调度决策系统”软件。应用该软件对某采油厂的多介质油田污水进行了调度优化。结果表明:该技术可以有效避免调水过程中出现有污水站进出水量不平衡、进站含聚浓度超标、负荷率超标的情况,并降低调运过程中的系统能耗。