当前开采稠油油藏的主要技术普遍是针对于浅层稠油油藏的注蒸汽采油,而深层稠油油藏的注蒸汽热力采油仍然是一个难题。中国的稠油资源储量丰富,但是其埋藏深度普遍较深,所以对注蒸汽采油有较高的要求,蒸汽需具备高温高压的特性才能更有利于注入到深层油藏中并保持较高的热量。针对上述问题,本论文将基于稠油热采的基础知识,结合传热学、模拟实验、数值解析、编程软件等方法,开展对超临界蒸汽流动特性和热扩散规律的研究。首先,根据IAPWS-IF97水和蒸汽性质工业标准及其补充模型对超临界蒸汽的物理化学性质进行了数学描述,然后综合考虑超临界蒸汽的物理化学性质、质量守恒、动量守恒与能量守恒以及超临界蒸汽流动过程中的导热规律,建立了超临界蒸汽在垂直井筒中流动时的热损失计算数学模型。随后,使用室内高温高压实验装置,以超临界蒸汽与稠油储层直接的相互作用为出发点,开展超临界蒸汽的渗流实验,分析岩石的渗透率变化,结合超临界蒸汽对原油的溶蚀对比实验、岩石腐蚀性的对比实验等,研究超临界蒸汽在稠油储层中的驱油机理。最后,研究了超临界蒸汽在多孔介质中的热扩散规律,结合超临界蒸汽的开采机理,并利用拉普拉斯变换推算超临界蒸汽在地层中围绕井筒的热扩散分区状况的解析式,以此计算地层下不同热区的加热半径。通过研究,本论文引入了超临界蒸汽的Pv T、Pn T、Ph T数据体,根据超临界蒸汽井筒传热计算模型对注入压力、温度、蒸汽流量、注汽天数等进行了因素分析。使用了一套超临界蒸汽热力学分区求解思路,推算超临界蒸汽区、过热蒸汽区、蒸汽区、热水区的加热半径,并基于实验量化超临界蒸汽作用岩石后储层物性变化规律,实验表明溶蚀后储层孔隙渗透率呈现明显增加趋势,渗透率的最大增幅达到21.74%。