临兴-神府区块煤层气、致密气及页岩气储层多层叠置、连续成藏,多气合采具有良好的经济前景和社会效益。合理高效地设计及运行多气合采集输系统,对发展集输系统优化理论、降低气田开发成本、提高生产效率和实现可持续性发展至关重要。本文通过对多气合采气井特性、集输工艺和集输设备的分析,开展了多气合采集输系统的模拟分析、设计优化和运行优化研究,提高了多气合采集输系统的资源配置效率和运行效益,进一步发展了多气合采一体化集输工艺,完善了多气合采地面集输技术。首先,以区块内多气合采集输系统为研究对象,研究了多压力级制下的集输流程及系统分析问题。引射器是多压力级制集输的关键设备,在介绍引射器的工作原理、安装工艺及性能参数的基础上,提出了一种含引射器的集输系统分析方法,分析了引射器的配置对气田各运行参数的影响,探讨了引射器在气田合采中的适用性、工艺参数和设置方案。其次,结合滚动开发过程中气井产能的变化特征,研究了多气合采集输系统的设计优化问题。针对以往研究忽略管网水力特性的不足,建立了考虑集输系统水力特性的混合整数线性规划模型,采用蚁群算法进行路径优化,采用分段线性近似方法对模型中的非线性水力方程进行线性化。基于滚动开发中多阶段建设的时间特性,将上述优化模型拓展为多周期模型,以多周期建设成本最低为目标函数,考虑了与水力特性及多周期建设相关的各种工艺约束。再次,以气田多区块构成的多集输系统为研究对象,研究了全开发周期多集输系统之间的高效协同运行优化问题。针对以往研究忽略集输站场设备处理能力,导致设备利用率低的不足,考虑了设备处理能力、能耗及特性,分别提出了基于流量调度和橇装设备调度的两种运行优化方法。最后,综合考虑气井衰减特性、设备性能和市场需求,耦合产能规划、设备调度和流量调度,提出了多气合采集输系统综合运行优化方法,可有效提高气井产能、集输工艺、集输设备及市场需求之间的匹配程度,提高了系统负荷率、增加气田开发效益。