稠油在世界石油供应中扮演者重要的角色。随着单纯注蒸汽开发后期矛盾的加剧,如何进一步高效地提高稠油采收率成为了一个重点。本文以工程热力学、油藏工程、物理模拟实验以及油藏数值模拟方法为基础,研究了空气辅助蒸汽开发稠油油藏过程中的诸多问题。利用工程热力学理论公式,计算饱和蒸汽和空气-蒸汽混合气体的热物理性质包括密度、粘度、比热容、焓值和导热系数,并将其进行对比。利用热采二维可视化物理模拟模型,从宏观和微观两方面观察空气-蒸汽复合体系在多孔介质中的运动情况,直观展示了空气辅助蒸汽扩大油层平面波及的情况,并揭示了其机理。通过相似准则设计了热采三维物理模拟实验装置,通过监测三维模型内部温度分布和计量沿程产液量的变化,分析了空气辅助蒸汽改善稠油油藏纵向波及机理。通过测试化验实验测定了稠油的基础物理化学性质。在高温高压反应釜中开展稠油与空气的高温高压反应实验,记录反应过程中压力、原油粘度、尾气组成及原油组成的变化,揭示在不同条件下稠油与空气的氧化特征。在此基础上,探究含水量、温度、气油比以及催化剂含量对稠油与空气氧化反应的影响,并对注空气的重要参数进行优化。最后通过管式填砂实验,对比了不同方式动态驱油特征及最终采收率。采用油藏数值模拟方法,以河南油田某特超稠油区块的实际生产状况和地质状况为基础,首先筛选了影响了空气辅助蒸汽开发效果的主控因素。然后建立实际地质模型,在历史拟合的基础上,对稠油油藏空气辅助蒸汽开发技术的注采参数进行优化。