由于长期注水开发,我国多数油田已经进入高含水开发阶段。准确测量油井各层段含水率、实现有效封堵对油田开发、稳产极为重要,可避免无效水循环,提高水驱开发效率,延长油田开发寿命。含水率测量已然成为油田开采过程中动态监测的重要参数。但井下油水两相流的流体复杂,原油含水率测量难度大,同轴相位法含水率仪系统就是从当前油田高含水开采阶段,油水两相含水率测量难、测准难这一实际问题出发,从测量理论、传感器研制、电路设计、数据处理等方面做了深入分析和实验研究。本文首先分析了国内外原油含水率测量技术的发展,介绍了目前普遍使用的原油含水率测量方法的优缺点,并针对我国高含水原油开采的特点,选择了同轴相位法,该方法利用电磁波传播特性测量原油含水率,电磁波在油水混合液体内传播时产生的相位偏移系数,偏移系数的大小会跟随原油含水率有规律的变化。文中详细分析了影响测量精度的外在因素,对同轴相传感器进行了优化设计,经过优化设计后的同轴传感器减小了外界环境因素对含水率测量的干扰,提高了测量精度,满足了油田开采的动态需求,为油田数据监测,制定注采措施提供了可靠的依据。在测量理论分析基础上,对井下含水率仪系统进行了系统总体设计,主要包括:井下仪器的硬件设计、井下仪器的软件设计和井上监控管理软件的设计。井下硬件中,主要设计了电磁波发生器、电磁波放大器和相位差检测器,还简要介绍了辅助采集系统电路设计,减小外界环境引入的测量误差,为含水率的校准提供了参考依据。井下软件设计介绍了含水率仪的工作流程,上位机监控管理介绍了软件的功能和实现原理。先导井实验分析了含水率仪的稳定性、精度等特性,并根据实验大数据拟合了三维标定图版,根据实验验证了图版准确性,证明了同轴相位法含水率仪系统的可行性,对高含水油田的含水率的准确测量具有良好的应用前景。