随着石油工业的不断发展,水平井技术在国内外各大油气田的应用愈发广泛。水平井可以提高油气井产能,有利于实现稀井高产,降低开采成本。在水平井测井中,流型、流量、流速和含油率等都是非常关键的检测参数,对这些参数进行精确的测量,对于科学地制订注水采收计划、保证优化生产和稳定生产具有重要的现实意义。随着油田逐步进入到采收后期,水平井中油水两相流中含水量不断增加甚至出现了极高含水的情况,同时,水平井中流体粘度大,出砂严重,常规的测量仪器很容易出现卡砂现象,难以正常工作,从而造成了新的困难。针对这一难题,提出一种基于热学法的油水两相流流动参数测量方法,并对该方法中的相关参数进行优化。利用COMSOL在不同流速和含水率的情况下对油水两相流在水平管道内集流后流体的瞬态变化过程进行数值模拟,得到水平管道内油水两相流流体达到稳定状态所需要的时间;对热学法中热源形状、材料、长度、加热时间和温度传感器的安装位置进行数值模拟,对模拟结果进行分析可得热学法测量流速的最佳参数为:脉冲式内热源的材料为铝、形状为长方体型,长度为3mm,脉冲加热时间为1s,温度传感器安装在距离入口200mm处;热学法测量含水率的最佳参数为:含水率较高时热源形状应选择长方体型,含水率低时选择圆柱型,热源材料为铝、长度为3mm,温度传感器与热源距离为250mm。依据数值模拟结果,优化了基于热学法的油水两相流流动参数测量仪。在模拟井中的实验结果表明,该设计方案使测量系统的准确度得到了良好的改善。仪器在水平井流速为0.062～0.384m/s和含水率为90%～30%时表现出良好的重复性,并且仪器的最大误差在5%以内。该仪器适用于高含水率和低产液的情况,无移动部件,可用于测量高含水井的流速和相含率。