稠油注多元热流体热采技术依靠多组分混合气体（主要包括水蒸气、二氧化碳和氮气）的加热/溶解降黏、增压隔热、扩大波及范围等综合效应达到提高采收率的目的。多元热流体组分含量影响吞吐效率和稠油增产效果,其典型组分含量实时检测可为注入参数动态调控提供关键数据。考虑多元热流体组分中氮气的非红外活性,激光吸收光谱技术以典型组分水蒸气和二氧化碳作为待测目标,可实现其含量在线测量,但尚存在以下主要问题:高温高压工况多元热流体组分含量光谱反演不确定度高、多元热流体发生器出口测量段内复杂流场环境激光传输影响规律不清晰、测量段有限空间激光检测光路布局受限。针对多元热流体典型组分含量在线激光检测存在的问题,以满足多元热流体注入过程的水蒸气和二氧化碳等典型组分实时、在线、精确检测及动态反馈需求为目标,从典型气体组分高温高压吸收光谱特性研究出发,形成非常温工况浓度反演的温度修正方法,探究复杂流场环境多元热流体激光检测的高温杂散辐射和非参与性介质对光热传输影响机理,初步验证不同工况下多元热流体生产注入过程典型组分含量激光在线检测的可行性。主要研究工作如下:1.开展多元热流体典型组分含量光谱反演研究,为多元热流体典型组分含量激光在线检测实验提供基础方法。基于吸收谱线筛选原则确定了水蒸气位于7181.15 cm-1和二氧化碳位于4989.97 cm-1处的吸收峰作为测量谱线,减弱了多元热流体典型组分含量激光检测过程中混合气体相互吸收干扰影响。提出了基于平滑窗口多次迭代的Savitzky-Golay滤波改进算法,解决了固定窗口点数模式下多元热流体典型组分原始光谱信号降噪失真问题。采用多峰采样点映射法实现多元热流体典型组分光谱反演过程的时域-频域转换,减少了引入F-P标准具带来双光路系统的复杂程度。2.开展多元热流体典型组分高温高压吸收光谱特性研究,为多元热流体组分含量激光在线检测实验提供温度修正依据。开展了温度和压力对典型组分光谱吸光度曲线峰值和半峰全宽影响研究,提出了高压环境典型组分光谱检测失效的解决方案,分析了高温环境典型组分光谱线强减小的内在机制。建立了高温光谱测量气室“非等温流动-表面对表面辐射”多物理场耦合模型,分析了其内腔热流场不均匀特性,通过非均匀温度分布光谱吸收离散化仿真研究了温度造成的线强测量不确定度,并开展了中高温工况（326～596 K）下水蒸气7181.15 cm-1谱线和二氧化碳4989.97 cm-1谱线参数测量实验,获得了其线强和温度关联特性。3.开展测量段内复杂流场激光传输影响研究,为复杂流场环境下多元热流体组分含量激光在线检测影响分析提供理论基础。分析了测量段高温杂散辐射能量,采用“点光源透射比-离轴角”评价方法优化了离轴式光学接收系统杂散辐射抑制结构。研究了测量段内流场掺混颗粒运动特征及其光学窗口附着液滴形变特性,结合蒙特卡洛光线追迹法分析了非参与性介质颗粒和液滴对激光传输的影响,发现颗粒粒径越小导致光谱信号波形畸变及毛刺信号噪声越强,液滴形态因子越大造成激光传输偏离有效测量光路越严重。4.开展多元热流体典型组分含量二维光路激光检测实验,验证基于激光检测方法的多元热流体注入参数动态反馈可行性。设计了测量段嵌入式环形棱镜阵列多次反射气池结构,采用模糊综合评价法优化了其二维光路布局,获得了15 cm流通截面内173 cm有效吸收光程,通过测试验证了其检测信噪比、测量稳定性和灵敏度的可靠性。搭建了柴油燃料多元热流体生产模拟系统,基于双光路切换时分复用原理开展了喷燃运行工况下水蒸气和二氧化碳含量同步检测实验,初步验证了多元热流体典型组分含量激光在线检测的可行性。通过上述研究工作,成功地将可调谐激光吸收光谱技术应用于多元热流体注入过程典型组分含量测量中,克服了传统接触式取样检测方法的探针侵入易干扰待测流场、测量结果时效延程等缺点,解决了多元热流体注入过程流场高温复杂环境对组分含量检测结果干扰的技术难题,实现了水蒸气和二氧化碳注入含量在线动态测量,可为稠油注多元热流体实时监测和优化控制提供数据支撑。