流量作为智能分层采油系统中的一个核心测量参数直接影响分层采油的调配效果,对调整油气开采策略和优化生产工艺具有重要意义。根据井下多相流的特点,结合多普勒测量技术优势,研究多相流频差法流量检测技术,可为智能分层采油工艺提供实时准确的流量信息。本文以超声波传播衰减理论为基础,研究超声波工作频率与传播衰减关系;通过仿真分析超声波遇到流体中不同尺寸、浓度、位置和材料的悬浮粒子对散射声场以及回波接收信号振幅的影响情况,为超声波工作频率选取提供参考;根据多普勒原理对不同传感器布局方式进行推导,并分析各传感器布局方式的优缺点。因此要获取实时准确有效的多相流体流量信息,需要根据不同的测量环境,选取合适的超声波传感器工作频率和布局方式。由于超声波在传播过程中受外界环境影响,会对回波接收信号造成干扰,从而影响多相流频差法流量测量精度。文中对超声波工作频率、传感器布局、多相流体特性和环境温度等因素进行了分析。其中多相流的流速、密度和粘度等特性与管道流体湍流强度变化有关,而环境温度影响硬件电路性能和超声波传播速度。由于不同工作环境各因素影响权重也有所差别文中对关键影响因素进行补偿校正,以提高测量系统的稳定性、适用性和可靠性。搭建了室内模拟试验平台,测试了多相流频差法流量测量系统的性能。对硬件电路做了温度试验,确保在125℃时能正常工作;对装有超声波测量系统的仪器进行了125℃、45MPa的温度及压力试验,检测仪器可靠性与稳定性;利用多相流室内模拟循环装置对超声波流量测量系统性能进行测试。通过分析测试数据可得出,该测量系统多次测试数据重复性好,且测量相对误差在%15以内。对多相流频差法流量测量系统进行补偿校正后流量测量的相对误差提高了2%～%0。