研究如何实时分析抽油机井生产系统各节点能耗与效率,并采取切实可行的措施,对提高抽油机井的运行效率和油田降低开采成本、节能降耗具有重要的现实意义。论文基于游梁式抽油机井的运动学、动力学分析,研究了其生产系统各子节点的效率模型与能耗仿真模型,并建立了井筒能耗剖面图与能耗宏观控制图的评价体系;基于生产动态监测资料,建立了反向传播神经网络、应用时序和组合差分法的预测输入功率的三种模型;基于抽油机井上下冲程能量传递特征与平衡影响,引入油井功率传输比,精简了理论计算时所需的繁琐参数,建立了基于历史数据挖掘的地面效率理论计算新模型;建立了管、杆、泵有限元仿真模型,分析油管、抽油杆在井下流体运动时能量损失特征,以UDF动网格刻画了流体流经阀球绕流微观作用,并分析了压差主流速度与剪切流速度叠加的间隙环空流场流动与能量损失的微观规律,以检验理论模型的宏观规律;基于Ansoft建立了225M-8电动机仿真模型,敏感性因素分析电动机的性能改善方向;基于Visual Basic与Matlab语言,研发了“抽油机井分节点能耗计算分析与评价”系统。以G管理单元23口油井为例计算分析,分节点能耗模型中光杆功率、地面输入功率的平均相对误差分别为10.38%、12.69%;新模型输入功率的平均相对误差为9.51%,模型计算精度较好,相对于传统经验模型、分节点能耗模型,其精准度分别提高1.62和3.18个百分点;其中3口井处于管理挖潜区,并给出了节能管理建议。以X注采站32口井实时四化数据为例对油井输入功率预测分析,反向传播神经网络、应用时序和组合差分法的平均相对误差分别为8.53%、4.58%、4.70%,结果表明,预测模型方法可行。研究成果能够为油田智能化建设、实时能耗分析和节能降耗管理提供理论依据与技术支持。