热化学剂驱替是提高稠油油藏采收率的重要方法之一。但现有研究成果对稠油热化学驱的数值模拟还有许多不足,缺少准确描述非等温驱替过程中各组分、相间的物理化学变化和渗流规律的模拟方法。针对这一问题,本文应用渗流实验方法、非线性渗流力学基本理论、数值计算方法和计算机编程等开展了以下研究工作:(1)对不同温度下稠油相对渗透率、稠油启动压力梯度进行了实验分析,分别给出了稠油相对渗透率与温度、稠油启动压力梯度与流度的拟合公式,建立了新的考虑温度影响的稠油渗流运动方程。对不同种驱油剂进行了热分解实验,建立了驱油剂有效率与温度的关系方程。进行了新型乳化降粘剂遇水增粘、溶胀、原油乳化和岩心驱替的实验分析,提出了新型乳化降粘剂的浓度与水相、油相粘度的关系模型。(2)建立了一个针对稠油热化学驱的三维三相多组分渗流数学模型,在模型中考虑了各组分的对流、扩散、化学反应、吸附、流体的非牛顿特性、非线性渗流特性和非等温特性。建立了稠油热化学驱的三维三相多组分数值模型,使用半隐式有限差分方法对模型进行了求解。利用Fortran语言编写了求解程序,实现了关于启动压力梯度、高温驱油剂和新型降粘剂的程序功能的添加。(3)利用本文模拟器,在理想地质模型的基础上对启动压力梯度、高温驱油剂、新型乳化降粘剂的影响进行了模拟分析。并对本文模拟器与主流热采模块的蒸汽吞吐和蒸汽驱模拟进行了对比验证,证实了本模拟器的实用性和可靠性。同时,以胜利油田胜83区块的地质模型为基础,在遵循等距布井原则和尽量不改变油田方案井位的基础上进行了现场实例模拟分析,为稠油热化学驱的现场实施提供了技术方案。本文所建立的稠油热化学驱数学模型以及稠油热化学驱数值模拟器,可为未来热化学剂的功能添加搭建了便捷的平台。