近年来,由于常规原油的逐渐枯竭,稠油的开发和利用越来越受到人们的重视,国内外研究人员开展了改善和提高稠油开采的方法研究,其中包括诸如SAGD、蒸汽驱、蒸汽吞吐、火烧油层等方式的热采、冷采、利用微生物来进行采油、化学方法开采等不同类型的方法。高稠油采收率生产出更高质量的油品。本文以辽河油田杜66稠油是作为研究对象,利用CWYF-Ⅰ型高温高压反应釜来模拟热采过程中的井下条件,研究了超分散催化剂、油层矿物存在的条件下改质降粘反应,结果表明,稠油粘度对温度的感知度极为敏锐,且与温度呈负相关关系,即:温度上升,粘度下降。给出了超分散型催化剂配方,通过非离子表面活性剂山梨醇酐单油酸酯水/油乳状液,基础油(初馏点623 K),(NH4)6Mo7O24·4H2O作为催化剂的前驱体制备出出超分散钼基催化剂。根据制备的超分散催化剂对促进稠油水热裂解反应的效果,相对于不加入催化剂而言,在240℃温度与加水量为30wt%的体系中,只要加入0.1wt%的催化剂,且经1天反应后,稠油降粘率即可至少增加至30%,且在降低沥青质、胶质及族组成中重组分两者含量的同时,还在一定程度上增加了芳香分、饱和分及轻组分中两者的含量。此外,由于稠油中C含量降低,且H含量也随之增加,因此,H与C的比值势必会显著增高,而杂原子与C的比值则会相应降低。油层矿物的存在,可加剧稠油的水热裂解反应,并改变稠油的组成变化,从而使其粘度得以将至最低值。正交实验的结果分析可知,最佳工艺条件是:油层矿物质量分数为15%,催化剂质量分数为0.3%,加水量为50%,反应时间为36h,降粘率达83.36%。通过分析催化改质降粘反应前后的稠油IR发现,脱羧反应的产生与否主要由是否添加超分散催化剂决定;且在催化剂的作用下,部分沥青质结构不仅发生了重大改变,而且在经一定反应后可顺利生成烷烃可溶物。在改质降粘反应阶段,超分散催化剂的作用原理主要为:通过一定化学反应生成吸附键后,改变氢分子的裂解途径,使反应物分子活化的同时,降低其活化能,并缩短加氢反应时限,促进C-C键断裂,以进一步增强稠油供氢改质的转换率。