油田开发中油井开采原油会引入大量的水,随着开采年限的增长,开采出来的原油的含水率不断增长,直接导致油田开采成本的增长及开采寿命的不断减少。为了解决此问题,中石油在十三五期间提出了“二三结合”开发模式的解决方案,通过测量原油含水率了解地下油藏储层油水分布情况,综合分析包括地下各储层的含水率信息,制定出最优开采方案、延长开采寿命。针对这一问题,论文重点研究了带有温度补偿功能的高频电磁波原油含水率测量系统设计。针对油田在线测量原油含水率测量问题,以高频电磁波同轴线传感器原油含水率测量系统为主要研究对象,开展了含水原油介电常数模型、电磁波传输及衰减、相移特性分析以及同轴线含水率测量模型等理论研究。利用仿真软件,仿真了不同含水率比例下同轴线含水率模型,得到了信号幅度衰减、相位移动的规律,并且进一步研究了温度与含水原油的介电常数数学模型之间关系以及对幅度衰减、相位移动的影响,验证了测量理论的正确性。在理论计算、仿真研究的基础上,优化设计了相应的发射电路、信号调理电路、检波电路、数据采集电路以及流体温度测量电路等含水率测量系统模块,并设计调试了配套的软件程序。最终,搭建了室内实验平台以及前往油田现场开展了高频电磁波原油含水率测量系统的实验与分析。实验结果表明,本测量装置工作稳定,实验的误差小于7%,能够实现全范围有效测量原油含水率。