在油田开采过程中，对油井及输油管道的各参数进行监测，及时有效的发现和解决油田生产故障和事故，是油田数字化进程中的关键研究方向，近年来网络技术和ZigBee无线传感器网络的迅速兴起为此提供了良好的技术支持。而由于油田监测环境的特殊性使得对降低传感网络路由协议能耗、搭建科学合理的油田数据监测网络系统的研究具有十分重要的意义。本文于是针对这几方面问题进行了深入研究。首先，针对AODVjr路由协议在路由建立和路由维护过程中存在较大的额外开销问题，研究了一种改进AODVjr路由协议，改进后的协议通过减少冗余的路由请求分组(RREQ)以及缩短故障路由的生存时间来达到降低路由开销的目的。同时，通过NS2仿真实验对改进后的路由协议与原路由协议做了比较分析，得到了比较有意义的改进结果。其次，针对模拟监测系统搭建的需要，设计了负责数据采集的ZigBee传感器节点、负责与网关设备进行通信的汇聚节点以及负责完成异构网络融合实现数据远程传输的网关设备。设计过程包括了各硬件设备的电路设计、印刷电路板设计以及相应的软件结构设计。最后，根据油田监测环境特点及监测需求提出了一种兼顾了可靠性和成本的监测网络组网方案。并通过搭建模拟监测系统对系统的软硬件进行联合调试，测试了设备的组网性能、传输性能以及异构网络融合情况，测试结果表明整个系统在实验室环境下具备可行性。