汽/气/泡沫是开发稠油油藏的一种开发方式，已被证明能合理分配利用注入的能量。但目前对汽/气/泡沫渗流机理的研究成果均没有考虑其中的泡沫流体、热效应和化学效应的耦合作用。本文采用实验研究手段，结合渗流力学、传热学和表面活性剂化学等学科，对稠油汽/气/泡沫复合开采过程中温度场、压力场和化学场之间的关系做了深入的研究。 首先，研究了泡沫的衰变机理、泡沫在多孔介质中的渗流特征、泡沫的流变性以及温度、压力对泡沫特性的影响；并结合泡沫的拓扑学性质，探讨了泡沫的衰变机理与泡沫拓扑学性质的关系，从而提出了衰变速度常数和气体透过常数概念，分别从整个泡沫体系和液膜两方面对泡沫的稳定性进行研究。 其次，基于室内物理模拟实验手段，评价了发泡剂性能评价实验和泡沫的流变性实验，研究了发泡剂的发泡性能、稳泡性能、封堵性能以及提高驱油效率性能，并对泡沫剂的类型和最佳浓度进行筛选。同时，研究了不封闭体系、封闭体系下高温、高压对发泡剂性质的影响，以及发泡剂性质的改变对其发泡性能、稳泡性能的影响；采用泡沫实验的相关结果，运用多元回归理论，建立温度、压力与发泡剂浓度的定量表征函数；基于Gibbs原理，对高温、高压下泡沫体系的自由能与其表面张力、体系中液体的表面积以及浓度关系进行定性化的表征研究，从能量的角度得出了泡沫衰变过程具有不可逆性；同时定性地描述了泡沫形态、结构的变化对油藏温度和压力分布的影响，系统地阐述了温度场、压力场、化学场间的耦合作用机理。 在常规热采模型的基础上，增加了发泡剂化学反应动力方程和氮气的质量守恒方程，构建了考虑温度场、压力场、化学场耦合作用的稠油热采新模型，所建立的多场耦合模型同时考虑温度场、压力场、化学场的耦合作用以及形成泡沫后的一系列的物化特征；最后采用矿场数据对耦合模型进行了对比分析。