油田注水管网的作用是将水从注水站按照生产要求分配给不同水井,同时满足不同水井对水的流量和压力方面的要求。在油田注水管网中,若各管道摩阻系数确定的情况下,结合油田注水系统的约束条件,通过解一个非线性方程组可以求得各节点的压力数据.也可以进一步研究油田注水管网运行优化问题以便实现油田注水系统的节能降耗目的。在对油田注水管网进行仿真计算及运行优化时,其数学模型所涉及到的各管道摩阻系数目前主要采用管网设计时的原始数据。由于油田注水管网是高压管道系统,管道直径相对较小,运输的介质是经处理的含油污水,管道腐蚀较其他系统严重,又管道铺设年代较长,因此管道摩阻系数已发生了变化。若采用铺设时的原始摩阻系数值对实际运行的注水管网系统进行水力计算,压力计算结果会和压力实测结果不一致。因此需要对油田注水管网的管道摩阻系数进行校正研究。本论文主要研究了以下内容。建立了单工况管道摩阻系数校正的带约束最小二乘数学模型,并给出了求这类含约束条件的亏秩最小二乘问题的一种有效数值解法。对于不含约束条件的单工况摩阻系数校正,从理论上严格证明了摩阻系数校正最小二乘问题的多解性。结合灵敏度分析的手段还可减少校正变量个数,提高摩阻系数校正的准确度,并在满足一定条件下得到实际摩阻系数的精确解。在节点压力全部已知的前提下,以油田注水管网泵站的个数确定工况数,以多工况下的节点实测压力为基础数据,以管道摩阻系数值的范围为约束条件,建立多工况下管道摩阻系数校正的最优化数学模型。针对规模比较大的管网,应用了管道分组的方法降低优化问题变量的维数,提高了计算的速度和摩阻系数校正的精度。利用改进的粒子群算法求解了带约束条件的摩阻系数校正优化模型。针对注水管网中出现节点压力部分未知的情况,将这些未知压力设为随机参数。分析这些随机参数可能服从的分布,建立了管道摩阻系数校正的第一种随机优化模型-期望值模型。分析了期望值模型对处理随机约束的局限性和不可靠性,建立了管道摩阻系数校正的第二种随机优化模型-机会约束规划模型。给出了利用随机模拟技术和遗传算法求解两类随机规划模型的数值方法。针对注水管网中出现节点压力部分未知的情况,将这些未知压力设为模糊参数。分析了这些模糊参数可能的隶属函数,建立了管道摩阻系数校正的模糊优化模型。并给出了利用模糊模拟技术和遗传算法求解模糊优化模型的数值方法。针对粒子群算法的特点,对粒子群算法在惯性权重、学习因子、速度变异、最优最差粒子以及加强局部寻优能力等方面进行了改进;针对遗传算法的特点,对遗传算法在保留历史最优个体、定期替换当前最优个体以及定期进行轴向搜索等方面做了改进。两种算法都增加了局部寻优能力,提高了计算的效率。最后,在理论研究的基础上,采用VB语言编写了油田注水管道摩阻系数校正软件。该软件能够进行单工况下摩阻系数校正、多工况下摩阻系数校正、随机环境下摩阻系数校正以及模糊环境下摩阻系数校正。该软件也可用于求解城市供水管网管道摩阻系数。