两相流是石油工业生产过程中常见的流动形式,在油藏的开采中,及时获取储集层内流体的各项参数对油藏的保护和提高原油采收率有着非常重要的意义,但由于其组分与流动过程的复杂多变性,传统的测量方法在对两相流实际应用时效果并不理想。近年来飞速发展的核磁共振技术很好的弥补了传统测量方法对流体有损伤和受各相分布影响较大的缺陷。本文在核磁共振基本原理和流体性质的基础上,设计了一套用于两相流测量的核磁共振测量系统并对测得的回波串信号进行了₂谱反演研究,可实现不同流体的识别。本文主要研究工作和阶段性成果如下:首先,针对核磁共振脉冲序列激励两相流所产生的回波串信号频率高、幅值低等特点设计了以匹配调谐、前置放大和混频滤波为主的信号调理电路模块,实现了以下功能:（1）经过匹配调谐的信号在4.26MHz处达到了共振状态,与同轴电缆保持了50Ω阻抗匹配;（2）前置两级放大电路最高可达80dB的高增益、低噪声的特性很好满足的对微弱回波信号放大的需求;（3）经过与本振信号的混频滤波处理能够对高于100kHz的信号进行滤除,具有较好的通频带和截止值,利于后级的信号采集。其次,设计了以ARM+FPGA为双核心和外部高速A/D转换为架构的高精度数据采集模块,实现了对核磁共振两相流信号的采集、处理、存储、通信等功能。其中FPGA控制ADC将采集到的回波串信号中一些低于阈值大小的干扰脉冲信号进行了判别与滤除,减小了数据量并提高了信号质量。经过处理后的数据通过双口RAM进行了缓冲,并通过FSMC总线实现了ARM与FPGA之间的数据高速实时交换。最后,为了对两相流进行识别,采用了基于SVD的核磁共振₂谱反演方法,通过对奇异值截断值的选取和非负约束的优化处理,提高了反演的准确度。并对设计的核磁共振两相流测量系统和反演方法进行了室内实验。仿真反演结果具有很高的稳定性,验证了本文所述的测量系统与反演方法的可行性,具有很好的实际应用效果。