稠油的高粘、易凝特性给开采和集输带来极大困难。掺稀工艺因其技术经济优势被广泛应用于各稠油区块,但实际生产中存在掺稀量大、稀油与稠油混合效果差、降粘效率低等问题。目前,稠油掺稀研究主要集中在评价掺稀降粘率,而关于稠油掺稀溶解过程的研究较少。针对以上问题,论文围绕稠油掺稀降粘率、溶解速率、稠油和稀油掺混状态三方面,研究掺稀工艺中稠油和稀油在井筒内的流动过程,为进一步提高稠油掺稀降粘效率以及稀油利用率提供理论和技术指导。在充分调研国内外研究现状基础上,测试分析新疆吉7混合(JH)稠油、塔河675井(TK675X)稠油和风城010井(FZ010)稠油的基本组成和流变特性；采用立管环道模拟装置及相关配套设施评价稠油掺稀降粘效果；利用分光光度法考察稀油种类、温度和稠油基本组成(沥青质、蜡、乳化水)对稠油溶解速率的影响；针对现场常用的油管掺稀和油套环空掺稀两种工艺,采用数值模拟方法研究稠油和稀油在井筒掺混段的混合状态；探讨静态混合器长度、螺距和叶片直径对掺混效果的影响,并采用灰色关联理论,分析混合器各尺寸参数对稠油和稀油掺混效果的影响程度。研究结果表明：JH和TK675X稠油为普通稠油,FZ010稠油为超稠油,常规的采输工艺难以满足生产要求；稠油粘度越大,相同条件下掺稀降粘率越高；50℃时JH、TK675X和FZ010稠油分别掺入10%、30%和50%柴油后粘度均可降低至400mPa·s以下,可直接输送；稀油粘度对稠油掺稀降粘率有较大影响,相同温度和掺稀比时,掺凝析油的降粘率最高,柴油次之,中质油较小；掺稀比例较小时,温度是影响降粘率的主要因素,当掺稀比例较大时,降粘率由温度和掺稀比共同决定；实验模拟掺稀流体在立管内流动状态,掺稀后混合油的管流粘度大幅降低,流动性能较好,泵送性能和输送流量均大幅提高；随着温度的升高,稠油在稀油中的溶解速率增大,相同温度下,JH稠油的溶解速率大于TK675X和FZ010稠油的溶解速率,相同搅拌强度和温度条件下,凝析油对稠油的溶解速率大于柴油；稠油的组成对其粘度及溶解速率有较大影响,随着沥青质含量的增加,稠油粘度大幅升高,溶解速率先急剧减小后平稳降低；乳化水含量增大将使稠油逐渐由牛顿流体转化为假塑性流体且粘度大幅增加,而稠油的溶解速率变化很小；蜡含量的增加促使稠油在低温下转变为假塑性流体,粘度增大,且稠油的溶解速率随蜡含量的增加而增大；由油管掺稀和油套环空掺稀两种工艺的数值模拟结果可知,稠油和稀油在掺混段的混合效果差,流动分层现象严重,且增大掺稀比也不能达到较好效果；静态混合器能够促使稠油和稀油在掺混段内迅速均匀混合,增加混合器长度和叶片直径、减小螺距均有利于提高掺混效率,且混合器长度对掺混效率的影响最大,其次为叶片直径,螺距的影响较小。