油气井管道内两相流的在线监测是优化油藏管理的重要保障,其流动参数的测量对动态油藏管理和监测单井产能具有重要的意义。由于两相流的流型、流态不断变化,使得传统技术和方法在油水两相流参数测量中效果并不理想,存在一定的技术局限性。核磁共振技术的出现和发展,克服了传统测量方法的缺陷以非接触方式深入介质内部,为两相流参数的测量开辟了新途径。本文为了满足核磁共振两相流2D成像测量要求,完成了一种三段式改进型Halbach磁体结构,设计了频率幅值可调、大驱动功率的发射单元,建立了核磁共振反演谱和油水两相流参数之间的关系,实现了特定流型油水两相流核磁共振2D图像重建。论文的具体工作及创新点如下:（1）完成了低场核磁共振成像系统磁体参数优化设计。为满足低场核磁共振的要求,本文首先采用粒子群算法对传统Halbach结构参数进行优化与仿真,为了减弱Halbach结构端部效应影响,在优化参数的基础上,提出三段式改进型Halbach磁体结构,减弱了端部效应,相对于原Halbach结构匀场范围提升了120%,不均匀度减小至16.09%,开展相关验证性实验对磁场实际效果进行测试,结果表明磁场强度和磁场均匀性等指标均达到理论要求。（2）设计了核磁共振成像系统发射单元电路。为了满足激励波形要求以及提高成像质量,基于DDS技术设计了一种频率幅值可调、具有较高的频率分辨率、频率稳定度以及频谱纯净度的发射单元电路,并且开展了软、硬件的调试,结果表明发射电路的频率幅值等指标均达到了系统要求,验证了该发射电路设计的可行性。（3）建立了核磁共振反演谱和油水两相流参数之间的关系,在谱反演解释基础上结合核磁共振2D图像重建方法完成了油水两相流特性参数较为全面的分析。首先通过核磁共振信号的弛豫时间和波形积分以及反演谱的峰值、弛豫时间和波形面积等特征参数对油水两相流的相含率和流速进行准确分析;然后采用核磁共振成像法对油水两相流进行图像重建,根据相对误差和绝对误差分析重建后油水两相流含水率和实际模型的差异;仿真结果表明,核磁共振谱反演和2D图像重建方法均取得了准确的油水两相流参数信息,验证了谱反演和2D图像重建方法的合理性和可行性。综上为本文所做的主要工作,对核磁共振两相流成像系统的设计提供了重要思路和理论依据,为核磁共振两相流图像重建奠定了基础。