本文以典型高粘、高凝原油为研究对象，重点研究了辽河超稠原油、大庆高凝原油体系高粘、高凝产生的原因，分析了原油复杂的组成特性对于原油内部聚集状态的影响；根据辽河超稠油高含量氮化物组成而造成粘度异常之大，以及大庆高凝原油高含蜡量组成而引起高凝的原因，进行了含氮聚合物型流动改进剂的研制。通过不饱和酸和系列醇合成不饱和长链酯作为中间体，进行多种极性基团的改性，并在同一母体上，根据高粘、高凝原油不同的组成特性，变换不同含氮极性基团进行胺解，从而得到针对高粘、高凝原油降粘、降凝效果较好的新型含氮聚合物型流动改进剂。同时，针对聚合物的结晶性能进行了研究，将结晶过程中结构的形成和生长过程进行了分析和讨论，得出不同结晶度改进剂的结晶分散状态与其降粘、降凝效果之间的规律性结论，并将其应用于指导新型含氮聚合物型流动改进剂的制备工艺之中，得到较佳的聚合度、分子量分布、结构组成等优化工艺条件。 对于辽河稠油和大庆原油体系的动力学和热力学方面进行了研究，分析了聚合反应不同时期，单体浓度对聚合反应速率的关系，以及温度对聚合反应速率常数的影响；探索了加剂和不加剂原油在不同的温度扫描范围和升温、降温速率之下所表现出的复杂的吸热和放热量的变化，得到含氮聚合物型流动改进剂普适性能较强的应用效果；同时，研究了宏观原油剪切流变的规律，首次将原油流变性能中粘度、剪切速率和温度之间的函数关系进行三维模拟统一化分析，得到了更全面、更直观地体现不同剪切状态下粘温关系。并应用数学模型预测的方法，将原油流变性能中粘度、剪切速率和温度三参数之间建立预测模型，达到目标函数最优值，经辽河超稠油的应用性能验证，预测模型的相关性达到0.987。 进行了辽河超稠油加剂降粘应用性能研究，将自制含氮聚合物型降粘剂在小型环道输送装置上进行减阻性能测试。结果表明，由于超稠油粘度较大，比较容易集结，很容易结构的形成，使流动阻力上升较快，当加入流动改进剂时，由于其独特的分子结构，与稠油具有较为相似的结构组成，结果显示出其独特的降粘、减阻的效果，减阻率达到40％左右。同时，测定了流体流型对于减阻效果的影响表明，在不同的流动状态之下，雷诺数有最佳范围，只有流体在最佳流动范围之内的流动状态之下流动时，流体的减阻率较高，降粘剂的应用效果较好。 对于原油流动改进剂降粘、降凝的机理方面进行了深入的探讨和研究。以超稠原油和多种组成的模拟高凝原油为研究对象，详细讨论了原油内部聚集结构的形成过程以及影响原油内部蜡晶生长历程和聚集方式的各个因素，同时，采用微观照相技术、分析测试技术和数学模拟方法相结合，将结构颗粒分布状态和联结方式进行不同角度分析和对比，从而为高粘、高凝原油加剂降粘、降凝提供依据。