近年来随着常规石油的消耗量迅猛增加,储量丰富的稠油作为主要的石油补充资源引起了人们的重视。但是稠油的粘度高,给开采、运输和加工带来了一定的困难,所以有效开采稠油的关键因素是改善稠油高粘度的性质。本文利用浸渍法制备了固体超强酸催化剂SO₄^2-/TiO₂以及SO₄^2-/TiO₂/ZrO₂,同时制备了亲油疏水型的磁性乳化剂,并将固体超强酸催化剂和磁性乳化剂复配用于胜利油田的三种稠油的降粘反应中。1、固体超强酸催化剂和磁性乳化剂的制备及表征以四氯化钛为钛源,氧氯化锆为锆源,氨水作为沉淀剂,用沉淀浸渍法合成SO₄^2-/TiO₂以及SO₄^2-/TiO₂/ZrO₂固体超强酸催化剂,通过对催化剂的活性评价确定了催化剂的最佳工艺条件。通过Hammett酸性分析、XRD、FT-IR等分析手段对制备的固体超强酸进行表征分析,结果显示:制备的SO₄^2-/TiO₂和SO₄^2-/TiO₂/ZrO₂均为超强酸,酸强度SO₄^2-/TiO₂/ZrO₂要大于SO₄^2-/TiO₂。以Fe₃O₄@SiO₂纳米微粒作为基体,接枝六甲基二硅氮烷,合成一种新型的磁性乳化剂,以TEM、XRD、FT-IR等分析手段对制备的磁性乳化剂进行表征分析,结果显示:磁性乳化剂平均粒径为100 nm左右,分散性较好,表面有一定含量的甲基存在,具有一定的亲油疏水性,同时还具有较好的磁分离性能。2、固体超强酸催化剂和磁性乳化剂在稠油降粘中的应用固体超强酸催化剂SO₄^2-/TiO₂/Zr O₂催化性能要优于SO₄^2-/TiO₂,适当的增大催化剂用量、增加反应温度、和延长反应时间有助于稠油的催化降粘反应。在反应条件催化剂用量为1 g,反应温度为180 oC,反应时间为24 h时,三种稠油的降粘率分别为68.60%、57.42%和65.45%。磁性乳化剂对于三种稠油都具有降粘作用,稠油的乳化降粘反应的最优条件为:乳化剂用量为0.5 g,反应温度为150 oC,反应时间为24 h。将固体超强酸和磁性乳化剂复配后用于稠油降粘应用,结果显示:水热裂解反应与乳化降粘反应的协同作用可以使得降粘反应的反应温度下降,反应时间缩短。3、固体超强酸催化剂和磁性乳化剂复配降粘机理将反应前后的稠油分离为饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质四种族组分,结果显示:超强酸催化剂主要作用于稠油的沥青质,磁性乳化剂主要作用于稠油的胶质。其中磁性乳化剂具有破乳容易、有利于乳化后的油水分离的特点。超强酸催化剂与磁性乳化剂复配使用可以使催化剂和乳化剂很好的渗透和分散到沥青质和胶质的片状分子之间,使稠油分子的结合方式发生改变,形成松散的聚集体,导致稠油的粘度降低。