针对埋藏深、油层薄的特超稠油油藏，由于各种因素，利用目前常规蒸汽吞吐、SAGD等技术进行有效开发存在诸多问题。胜利油田经过多种技术的结合与创新，利用水平井热化学复合体吞吐技术（HDCS技术）对埋深1500m，油层厚度小于10m的特超稠油油藏实现了有效开发，随着吞吐周期的增加，如何利用热化学复合体系进一步提高已开发特超稠油油藏采收率成为亟待解决的问题。针对热化学复合体系吞吐中CO2的扩散问题，建立了CO2在封闭边界含油多孔介质中扩散的数学模型，并引入了带有界面传质系数的边界条件。通过对模型的解析求解和数值求解得到：原油溶解CO2后的体积膨胀会导致多孔介质中CO2浓度的降低和扩散速度的减小，膨胀系数越大，CO2浓度和扩散速度的降低幅度也越大。利用三维物理模型，模拟了热化学复合体系吞吐过程，对降粘剂在模型中的扩散规律，CO2和蒸汽对降粘剂扩散的影响及原油性质的变化进行了实验研究，并对现场生产井的采出原油的性质进行了跟踪分析，研究表明：降粘剂注入时，水平井跟端进液量稍高于指端，降粘剂对近井地带原油性质影响较明显，其可以降低特超稠油中沥青质含量和分子量，降粘剂在空间上分布并不均匀，原油性质会产生较大差别。注入的CO2能促进降粘剂的扩散，增大降粘剂作用范围，并在一定程度上改善降粘剂空间分布的不均匀性。蒸汽能促进地层原油的流动，进一步改善原油性质的非均质性。实际生产过程中，同一吞吐周期内，原油粘度逐渐上升，吞吐周期增多，降粘剂解缔作用会变弱。利用双管并联驱替实验，对驱替阶段的热化学复合体系的组成进行了筛选，并利用正交实验对热化学复合体系各组分进行了注入参数的优化和分析。实验得到：蒸汽注入量对热化学复合体系驱替最终采收率的影响最大，蒸汽、降粘剂和二氧化碳的最优注入量分别应该为2.5PV、1.5%和0.2PV，降粘剂分为多个段塞注入能有效提高其作用时间，驱替的最终采收率也更高。针对热化学复合体系驱替阶段可能出现的气窜问题，实验验证了泡沫调剖的可行性，结果证明高温泡沫对非均质地层具有较好的调剖效果，能显著提高低渗层的波及系数，大幅度提高非均质油藏的最终采收率。从现场的实施结果看出，热化学复合体系吞吐技术在胜利油田超稠油油藏开发中取得了良好的效果