稠油储量约为常规石油的十倍,是重要的石油资源。然而,稠油黏度大,胶质、沥青质含量高,使得稠油开采十分困难,不仅开采成本较高,同时造成诸多生态环境污染问题。因此,开发井下稠油原位改质技术逐渐成为研究热点。本文研究过渡金属催化剂参与的稠油原位改质技术,利用介质阻挡放电等离子体制备了Ni/γ-Al2O3、Ni-Cu/γ-Al2O3两种催化剂。介质阻挡放电等离子体属于低温等离子体,具有较高的电子温度（＞1000 K）与较低的气体温度（300～500 K）,有利于金属催化剂的高效制备,可有效防止催化剂制备过程中的过度烧结。将制备的催化剂用于稠油改质研究,实现了较低温度下快速降粘。此外,通过稠油族组分分析、产物分析及催化剂表征,讨论了稠油催化改质反应机制,厘清催化反应过程与提高稠油降粘率间的联系,为进一步优化稠油原位催化改质研究做铺垫。本文的主要结论是:1.通过介质阻挡放电制备的催化剂,Ni、Cu可均匀分布在γ-Al2O3表面,并呈现为纳米颗粒,极大增加了反应位点与催化活性;2.在放电制备Ni催化剂过程中,Cu的添加可有效降低催化反应温度,实现在低温下催化反应,且可有效提高催化剂的稳定性,不易失活;3.稠油催化改质后,重质组分（胶质、沥青质）快速降低,同时轻质组分得到有效提升,同时实现了降粘与改质;4.稠油催化改质的机理主要为通过加氢、部分氧化,及水热反应,实现稠油组分中硫、氮、氧元素的高效脱除,进而实现稠油的改质降粘。