原油含水率是实施油田智能化开采的重要参数,对注水井开采工艺具有指导性作用。根据含水率的测量情况,可以制定各生产层的最佳开采策略,调整开采方案以达到多储层优化开采的需要。原油含水率的精确测量是分层采油、分层测试、分层控制等智能完井技术的坚实基础。本文旨在分析影响射频法原油含水率测量精度的关键因素。基于高频电磁波在油水介质中传播的电场特性,分析了传统的基于单极平行双天线测量模型存在的问题,提出了基于螺旋天线结构的含水率测量模型,利用COMSOL多物理场仿真软件,对管道内螺旋天线结构在不同含水比例的油水介质中的电磁场变化情况进行了仿真,验证了螺旋天线结构的含水率测量模型的可行性,提高了含水率的测量区间和灵敏度;通过优化测量装置的结构,使含水率测量仪更适用于油田现场工况;并根据流体特性中介电常数的偏移特性设计了非线性补偿算法,降低了含水率测量的误差。对含水率测量电路系统的各模块进行了级联调试,改进了射频信号源、调制解调及数据通信等电路,使得含水率测量装置可以在高温高压的井下环境中稳定工作。搭建了室内循环试验平台,进行了含水率测量实验。实验结果表明,本文所设计的基于螺旋天线的含水率测量装置经过测量误差校正后,含水率在全区段范围内的测量误差小于5%。该含水率测量仪在油田现场管道中进行了测试,现场使用情况表明,其运行稳定、可靠,且响应速度快,该仪器为数字化油田及智能完井等技术提供了可靠的测量数据。