随着油田开采范围的扩大和产量的增加，管网造价和运行费用也在不断增长，对油气集输系统进行优化设计和运行参数的优化，可以收到显著的经济效益。由于网络中顶点间连接介质的造价是十分昂贵的，一般为整个系统的50％～80％，因此进行网络的拓扑优化和管径优选对降低整个网络系统的造价是十分重要的。长期以来，国内外学者对油气集输系统地面设施布局的优化大多只限于采用分级优化法等传统的优化理论方法；近几年，遗传算法等现代优化算法由于比传统的优化方法有较大的优越性而开始在油田开发决策中得到应用。 针对这种情况，本文提出了多级星式集输网络拓扑优化数学模型，并将遗传算法和复型调优法、最小生成树法相结合，采用分级优化方法，将油气集输系统管网优化设计问题分成井组最优划分、各级站站址优化、管线设计参数优化以及运行参数优化四个子问题；分别建立数学模型、进行模型求解。从而得到整个油气集输系统管网优化设计和运行问题的最优解。为管网的设计规划、经济评价和可行性研究提供依据，为油田集输管网拓扑优化问题的解决寻找了一条新途径。 文中给出了以油气集输系统总费用为目标函数，以井站隶属关系的唯一性和位置空间限制等为约束条件，以井站隶属关系和各站的几何位置为设计变量的优化数学模型。为便于问题的求解，将模型进行离散化。在尝试应用遗传算法进行求解时，首先在介绍了遗传算法基本理论的基础上，将管网以矩阵方式存储，并对其拓扑结构和工作原理进行了论述。 本文采用C++Builder6.0编程，研制开发了油气集输系统优化设计与运行优化软件，软件操作方便、运行速度快、通用性强，并由计算实例表明，该网络模型是稳定的，且求得的解优于传统的拓扑优化算法，从而验证了优化方法的正确性与有效性。软件能优化绘出管网拓扑网，适用于油气集输系统优化设计和运营管理。