原油含水率的在线实时检测能迅速准确地反映油井的工作状态,准确测量原油含水率对油井的自动化管理至关重要。本文在参考国内外相关文献基础上,概括了原油含水率检测方法的研究现状。基于电磁波在水和油中的传输差异性,本文提出一种测量原油含水率的方法,实现了原油含水率的测量。论文主要工作如下:1.针对原油含水率的在线测量,结合油水混合物的物理特性,概述了电磁波传播理论及天线原理。基于实际介质特性测量模型,分析了天线S₁₁参数对介质特性测量的影响,并获得了衰减系数测量的绝对误差与天线S₁₁之间的关系。理论分析结果表明:当S₁₁小于-10dB时,衰减系数测量的绝对误差小于1dB;S₁₁越小,S₁₁参数对介质衰减特性测量的影响越小。2.基于理论分析结果,设计了一种超宽带天线,在天线工作于测试频率时,使天线在不同含水率的介质情况下,测量天线仍满足S₁₁小于-10dB,保证了测量绝对误差小于1dB。3.建立了原油含水率测量模型,利用Ansoft HFSS软件对此进行仿真,仿真结果表明:当工作频率为3.8GHz时,原油含水率在0%-100%范围时,天线的S₁₁参数小于-10dB。并获得了传输系数S₂₁与原油含水率的关系。4.搭建了实验模型,进行了系统实验测试,测量了电磁波在不同含水率油中传输特性,并对实验与仿真结果进行对比分析。结果表明:仿真结果与实验结果相吻合,设计的宽带天线可应用于含水率测量。该研究为原油含水率测量系统实现高精度和在线测量提供了理论与实验参考。