目前,石油行业受国际油价低位运行的影响,发展前景很不乐观。因此,电潜泵的综合节能技术日益受到人们的关注。为了探索电潜泵系统的节能途径,为海上潜油电泵井的优化设计和合理应用提供理论依据,研究电潜泵系统的能耗分布规律和影响因素并通过工况分析提出相应的优化措施是非常必要的。本文首先考虑了海上电潜泵井井筒温度分布的特殊性,建立了适合海上电潜泵井的井筒温度分布模型。综合应用油井产出特性、井筒压力和温度分布模型、电潜泵机组仿真模型以及管路特性等对电潜泵井生产系统进行了仿真预测。之后,通过电潜泵井扬程的仿真预测值与潜油泵增压的扬程反推值比对表明,本文所建立的海上电潜泵井井筒温度分布模型、潜油泵特性曲线的粘度及含气量校正模型等均能够满足油田生产系统的仿真计算。结合对海上电潜泵井能耗影响因素的全面分析,建立了电潜泵井生产系统的能耗计算模型,应用该模型对地面功率的输入、电缆的功率损耗、潜油电机功率损耗、潜油泵的功率损耗以及有效功率进行了定量计算,并通过各部分能耗计算值与现场实测值的对照,验证了能耗模型的精确性。应用仿真软件得到了每口井的工况校核报表、能耗组成分布图等。在提升系统效率优化设计上,分别针对新开发井和已投产井提出了电潜泵机组参数优选、油嘴调节和变频调节等节能降耗方法。这三种节能降耗措施均以系统效率的最大化为目标函数,对新井进行机组的选型配套,对问题井进行工况点的调整。从预调整结果来看,海上电潜泵井的系统效率值有一定地提升,吨液耗电有所下降。最后,运用VB6.0语言,在前述模型和方法的基础上编制了―海上电潜泵能耗分析及优化设计‖仿真软件,运用该软件对16口海上电潜泵井的能耗状况进行了计算和优化设计研究。其中有14口井的排量效率或功率利用率不在合理推荐范围,仿真软件通过对这14口井的能耗状况分析,分别提出了优化设计的指导性措施。从优化结果看,系统效率平均提升3.3个百分点,平均每口井的吨液耗电减少0.6kW·h,优化效果显著。