地下的石油油藏中,除了较易开采的轻质原油,还有着许多不能直接开采的稠油。常通过向稠油油藏中注入热蒸汽的方式进行开采,而蒸汽干度是稠油热采工艺中衡量湿饱和蒸汽品质的重要参数,对稠油热采效率有着重要影响。现阶段油田蒸汽干度测量仍以化验方式为主,测量过程繁琐、结果滞后。因此,出于实现在线监测蒸汽干度的目的,本文提出了一种新的注汽管道内湿饱和蒸汽干度测量方法——矩阵电导法。本文详细分析矩阵电导法的测量原理及结构组成。结合矩阵电导法测量原理,在热力学公式基础上推导出矩阵电导法测量高温高压湿饱和蒸汽干度的算法模型。运用ANSYS Fluent软件对矩阵电导法管道内测量区域的流体模型进行仿真分析。与其他节流式蒸汽干度测量方法进行对比,分析测量区域的压力、速度变化,从对流体影响的角度,验证矩阵电导法测量蒸汽干度的可行性。应用ANSYS Maxwell软件对矩阵电导丝网进行电场仿真分析,参照工况条件确定电导丝材质。建立单相模型,分析丝网间电场的分布规律;建立多组两相模型,分析介质大小、位置差异引起的电场变化;控制变量,建立多组模型,分析不同直径、不同层间距的矩阵电导丝网间电场分布差异。仿真结果可为一次测量元件设计提供参考依据。针对规格为32×32的矩阵电导丝网设计数据采集系统。系统主要由实现控制功能的FPGA、多路开关、运算放大电路、采样/保持电路以及模/数转换芯片等组成。根据电场仿真结果与算法模型,分析测量误差的产生原因、范围大小,比较应用线性插值与三次样条插值方法对测量误差范围的影响。分析产生测量误差的测点位置分布,为后续提高测量精度提供优化方向。