在油田开发过程中,油井中的产出液多为油、气、水组成的三相流,而油气水三相流测量是多年来国内外的前沿课题和技术难题,尤其是油气水相比例的测量,需要在测量总流量的同时得到含气率以及含水率。基于上述需求,设计出一套可实时测量流量、含水率以及含气率的小型系统。三相流测量是多年来国内的难题,尤其是相比例的测量需要采用多种不同的测量体制,通过多传感器的融合实现流量和相含率的测量。本文采用电磁流量法和相关法相结合方式测量油气水总流量;利用超声波法测量含气率;根据射频法的原理设计射频传感器,并对油水比例进行研究分析,计算得到含水率。研究过程中,考虑到陆地油田多数油井的产气量很小,而含水率是油田特别关注的问题,因此论文重点研究了三相流的含水率测量。通过COMSOL仿真软件,研究电磁波在不同油水比例下单极天线的变化,验证单极天线的可行性。经过理论研究,设计出相应的励磁电路、放大电路、检波电路等,将软件程序通过串口烧入电路板中,完成调试。将三者之间的仪器集成于管道上,形成一套在线测量系统。在上述工作的基础上,建立了室内模拟测试系统并开展试验,记录混合流体流量的试验数据,验证测量系统的有效性,进而在油田进行三相流现场试验,通过现场采集的数据证明所述测量系统和方法的可行性。理论研究和测试试验结果表明,所述的相关法总流量测量、声波法含气率测量及射频法含水率测量方法是可靠的,通过多传感器的融合,可以实现油气水混合流量和相比例的测量,其中含水率的测量精度在5%之内。