随着全球经济的不断发展，世界各国对石油的需求量愈来愈大，综合考虑常规原油的开采现状和稠油储量，可以预测稠油将在今后的国家能源战略中占据重要地位。但是，稠油的粘度高、流动性差，开采难度大。水热裂解开采稠油技术是基于热力开采工艺的一种高效开采稠油，尤其是开采特、超稠油的新技术。本文针对催化剂、供氢改质强化技术等待解决的水热裂解开采稠油关键技术开展了深入的研究。本文主要研究工作如下： 1.研究了稠油的物化性质，针对胜利油田郑六-平2稠油和河南油田G540稠油，合成了系列催化降粘剂，筛选出降粘效果较好的催化剂D。 2.研究并确定了催化剂D的制备条件。通过正交实验，以pH值，反应温度、金属盐的浓度作为因素，分别选取了三个水平做了正交试验，当pH值为9，温度为90℃，金属盐的浓度为10％时，制备出的催化降粘剂降粘效果最好。 3.全面研究了催化剂对胜利油田郑六-平2稠油水热裂解反应的催化降粘作用。在模拟注蒸汽的条件下，对郑六-平2稠油水热催化裂解反应工艺条件进行了优化，并详细考察了各重要的影响因素对其催化降粘效果的影响，当反应条件温度为200℃，原油120g，油水比为7：3，催化剂用量为0.2％，在反应时间为24h时，对胜利油田郑六-平2稠油的降粘率可以达到97.2％。并结合胜利油田郑六-平2稠油现场实际情况，进行了催化降粘剂抗温性能及抗矿化度实验：在钙、镁离子浓度为600 mg/L，总矿化度为7000-15000 mg/L的情况下，通过催化剂的耐矿化度实验，在相同条件下，加入矿化水的稠油水热催化裂解降粘率均达96％以上，且在相应应地层条件下，降粘率达97.15％。在200-320℃的条件下，对催化剂进行了耐温降粘实验，降粘率均达97％以上。发现所研制的催化剂有较好的耐盐抗温作用，与现场的地层水有较好的配伍作用，在低温条件下，对胜利油田郑六-平2稠油有较好的催化裂解降粘作用。 4.研究了催化剂与供氢剂协同河南G540稠油水热供氢改质催化裂解降粘作用，通过对G540稠油水热供氢改质催化裂解降粘反应工艺条件的优化，当温度为240℃，反应时间为24h，油水比为7：3，w(催化剂)和w(甲苯)分别为0.35％和0.4％时，降粘率可达到93.8％，对河南油田G540超稠油有比较好的降粘效果。供氢剂与催化剂对稠油水热裂解反应具有协同作用。供氢剂能够明显促进胶质和沥青质的裂解反应，抑制聚合反应，提高饱和烃和芳香烃收率。 5.利用红外光谱、气相色谱、元素分析仪、GC-MS等对稠油反应前后的物理和化学性质进行了分析，发现反应后的胶质、沥青质、硫质量分数降低，氢碳原子比提高，超稠油品质得到一定程度的改善。在此基础上，较全面提出了稠油水热裂解反应的机理：①高温水蒸汽的酸碱催化作用；②金属盐络合物的催化作用；③供氢剂的稳定作用和就地加氢作用；④水热裂解过程中的就地加氢作用；⑤水热裂解过程中生成的CO2和轻烃对稠油的溶解作用；⑥由于杂原子含量的减少，导致稠油分子间作用力的降低。 通过大量的实验证明，本文研究的水热裂解催化剂、供氢改质强化技术是适用可行的，能够有效裂解改质稠油，降低稠油粘度，提高稠油采收率。本文的研究成果使水热裂解开采稠油技术进一步完善，有潜力成为未来开采稠油，尤其是开采特、超稠油的新技术，具有广阔的应用前景。