稠油作为世界油气类能源的重要组成部分,对其开发和加工开展研究具有重要的战略价值。新疆塔河油田是我国首个发现的超深、超稠碳酸盐岩型油藏,具有重质稠油比例大、地层水矿化度高等特点,这极大的增加了其开采难度。本文从研究影响稠油粘度的因素入手,分析稠油复杂的组分构成对其内部聚集形态的影响;采用灰色关联度分析法,深入分析各影响因素间的相互关联度,并运用分子模拟技术,就流动性改进剂分子结构的设计开展了详细研究;基于塔河超稠油中胶质、沥青质及金属含量高等特点,筛选出丙烯酸十八酯为主要成分,不同极性单体为辅助改性成分,制备了具有较好降粘效果的两亲型聚合物流动性改进剂,并进行了相应的应用评价。论文分析了塔河稠油粘度与各影响因素间的相关性,通过标度方程定量比较了各因素与稠油粘度的相关度大小。同时,借助灰色关联度分析法考察了影响稠油粘度的不同因素之间的相互关联度。鉴于稠油体系的复杂性,本文针对性地选择了含量较高的金属元素及非金属杂元素为研究对象,通过灰色关联度分析法计算表明,稠油中Fe、Ni等含量高的金属元素对稠油体系粘度的影响显著,其中Fe元素的贡献最大。通过脱水及含水状态下稠油体系的反添加金属盐实验结果表明,Fe元素对稠油及组分均具有较强的交联增稠作用。依据稠油及其组分的红外表征及其与金属离子的相互作用程度,阐明了塔河稠油中富含活性基团的胶质、沥青质是导致其体系超稠的主要内在因素,并分析了稠油体系中金属离子与稠油之间的相互作用机理。上述实验结果同标度、灰色关联度的计算结果相吻合。通过对塔河稠油样品的元素分析和理化性质表征,构建了塔河稠油组分的平均分子结构。对稠油体系所含杂元素的化合物类型及饱和分的分子结构进行了合理假定,通过分子模拟计算研究了流动性改进剂的不同片段同稠油饱和分分子模型化合物及水相之间的相互作用,提出了一种有效筛选流动性改进剂组分结构的方法,并就流动性改进剂与稠油体系间的相互作用机理进行了探讨。依据流动性改进剂分子结构设计原则,针对塔河10、12区块稠油物化特性筛选出具有不同功能的单体,以丙烯酸十八酯为主要成分,通过自由基聚合反应制备了一系列流动性改进剂。通过应用评价试验,筛选出了适合塔河稠油开采工艺的两亲型流动性改进剂MAP,模拟生产试验数据证实其可满足增产升效的实际生产需求。