稠油是一种重要的非常规的原油资源，随着世界经济的发展和石油消耗量的不断增加，稠油资源的开发和利用越来越引起人们的关注。然而，由于稠油具有粘度较高、密度较大的特点，使其开采、集输和加工非常困难。稠油化学改质是解决这个困难的有效方法之一。本论文采用Ni2+掺杂改性的SO42-/ZrO2固体超强酸(Ni2+/SZ)对胜利油田的稠油油样进行催化改质，这是将固体超强酸运用到重质油改质方面的尝试。 Ni2+/SZ的制备过程对其催化性能有很大影响。通过采用胜利稠油降粘反应作为评价方法，对比不周焙烧温度和不同镍离子浓度下制备的Ni2+/SZ的催化降粘性能，得到制备该催化剂适宜的焙烧温度为650℃，适宜的镍离子浓度为0.2 mol·L-1。催化剂的比表面积、含硫量大小、晶型和酸中心结构分别采用BET、TG、XRD和FTIR进行表征。结果显示，催化降粘效果最好的Ni2+/SZ具有较大的比表面积、合适的含硫量；晶型为四方相和单斜相混合，且四方相占主导，表面分布有微量的硫酸镍晶体；结构中含有机酸酯结构，能诱导其形成超强酸。 确定了制备Ni2+/SZ适宜的焙烧温度和镍离子浓度后，考察不同反应条件对1＃胜利稠油催化降粘反应的影响。当反应时间为8h～24h时，1＃油样的降粘率相差不大；当Ni2+/SZ的用量从0.01g/100 goil)增至0.05 g/(100 g oil)时，1＃油样的降粘率随之增大；水的存在对1＃油样催化降粘反应不利；甲醇能吸收l＃油样催化降粘反应的产物，促进反应进一步进行。 为研究胜利稠油经催化降粘反应后粘度降低的原因，将100 g 2＃胜利稠油和0.05 g Ni2+/SZ混合后于高压反应釜中240℃下反应24h，反应后，油样粘度降低，降粘率达到57.7％，比不加催化剂体系稠油降粘率提高了21.3％。通过GC分析反应后釜中气体，发现有H2S、COS、CS2、CH4和C3H8等气体生成：反应后，2＃油的总烃含量由原来的74.71％增加到86.08％，非烃含量由25.29％降低为13.92％；杂原子S、N含量降低。此外，由红外谱图分析得知，稠油在催化降粘过程中，发生了部分脱烷基侧链的反应，而且其芳香烃含量增加。根据化学键理论，C-O键、C-S键和C-H键中，C-S键的键能最小。同时，由于S的电负性大于C，故在有机硫化合物中，S带负电而C带正电，所以与催化剂结合的水分子中的H+进攻S，而OH-进攻C，使电子云发生偏移，造成了C-S键能的进一步降低。因此，在反应过程中，稠油中有机硫化物的C-S键断裂，从而使沥青质的含量降低、稠油的相对分子质量减小，因此稠油的粘度降低。