潜油电泵井油套环空掺稀油举升工艺广泛应用于塔河深层稠油油藏，但是由于掺入稀油参数的影响，无法采用现有的理论模型进行举升优化设计。为了更加高效的开发塔河油田深层稠油油藏，基于塔河油田稠油掺稀油降粘实验数据，回归了不同掺稀比条件下的原油粘温关系式；综合考虑潜油电机以及电缆散热作用和掺入稀油参数的影响，推导了潜油电泵井油套环空泵下掺稀油井筒流体温度计算模型和潜油电泵井油套环空泵上掺稀油井筒流体温度计算模型以及求解方法，研究了不同的掺入温度、掺稀量和掺稀深度对井筒流体温度分布的影响；针对掺稀油潜油电泵井动液面无法准确预测或测试的问题，建立了动液面测试时间的模型；考虑掺入稀油对系统效率的影响，建立了掺稀潜油电泵井系统效率计算模型；运用节点系统分析方法，建立了潜油电泵井油套环空泵上或泵下掺稀油举升工艺和优化设计模型，分析了不同的掺稀比、掺稀深度、掺稀压力对系统效率和吨油耗电量的影响。研究结果表明，在潜油电泵井油套环空泵上掺稀油工艺中，提高井口掺入稀油的温度可提高井筒产出液的井口温度，有利于原油地面集输，随着掺入稀油量的增加，近井口段地层产出液与掺入稀油的混合流体的温度增加，靠近掺稀点深度处的地层产出液与掺入稀油的混合流体的温度略有降低，增加掺稀点深度，地层产出液与掺入稀油的混合流体的温度略有降低，并且沿着掺稀点至井口的方向，降温幅度越来越小，改变电缆加热系数，对井筒中流体的温度分布影响较小；在潜油电泵井油套环空泵下掺稀油工艺中，提高掺入稀油温度可提高井筒产出液的井口温度，有利于地面集输，随着掺入稀油量的增加，近井口段地层产出液与掺入稀油的混合流体的温度增加，靠近掺稀点处地层产出液与掺入稀油的混合流体的温度略有降低，增加掺稀点深度，可以提高地层产出液与掺入稀油的混合流体的温度，但是增温作用较小，改变电缆加热比例系数，对井筒中流体温度分布影响较小；优化设计了TK675X井和TH10207井，对于潜油电泵井油套环空泵下掺稀油举升工艺，在一定范围内随着掺稀比的增加，油井的系统效率降低，吨油耗电量增加，随着掺稀深度的增加，系统效率呈现先增加后降低的变化趋势，并且存在一个最优的掺稀深度，在一定范围内随着掺稀深度的增加，吨油耗电量降低，随着掺入压力的升高，油井产量降低，系统效率降低，吨油耗电量增加；对于潜油电泵井油套环空泵下掺稀油举升工艺，在一定范围内随着掺稀比的增加，油井的系统效率和吨油耗电量先降低后升高，以吨油耗电量为优化目标，存在一个最优的掺稀比，在一定范围内随着掺稀深度的增加，系统效率降低，吨油耗电量先降低后增加，但是整体上数值变化不大，随着掺入压力的升高，油井产量减小，系统效率降低，吨油耗电量增加。该研究为深层稠油潜油电泵井油套环空掺稀举升工艺设计提供理论与方法，提高深层稠油举升效果与效益。