我国稠油资源丰富,充分开发利用稠油资源,对保障我国经济高速、平稳、有效的发展具有极其重要的意义。但是其胶质、沥青质含量高,在室温下粘度大、流动性差,这一因素成为制约稠油开采和集输的主要问题。目前,稠油输送常用的技术方法有加热输送、掺稀输送等,具有能耗高、稳定性差的缺点。本文应用纳米催化剂和微波协同作用的降粘方式,首先进行单因素实验对微波的功率、温度和纳米催化剂的浓度进行筛选,确定最优的参数作用范围。为了探究其相互作用关系及影响的显著性,采用响应面实验设计方法,对数据进行回归分析,优化最佳的参数数值。发现单因素作用下,温度对降粘效果影响最显著,相互作用下,温度和催化剂浓度、功率和催化剂浓度的相互影响显著。实验时最佳的处理参数为微波功率600W,催化剂浓度0.5%,温度72.38℃,预测降粘率为39.7%。对模型进行验证测得其降粘率达到37.65%,与预测值相差2.05%,进一步证明模型优化结果的可靠性。为了对降粘的稳定性进行分析,利用S-80配置10%、20%、30%和40%的油包水型乳状液,发现含水率30%和40%的乳状液的降粘稳定性更好,在静止十天之后依旧保持了74.28%和85.5%的降粘率。同时,为了对纳米催化剂辅助微波的降粘效果进行对比,选择纳米催化剂辅助超声波和水浴加热进行实验,由于实验条件限制,使用槽氏超声波,发现超声波的参数和纳米催化剂之间没有相互作用,水浴和微波的对比结果显示,在微波的热效应和非热效应的共同作用下,微波降粘效果更优。最后,为了进一步分析降粘机理,利用现代化的测试手段对油样进行四组分分离、元素分析、红外光谱分析和全二维气相色谱检测。对原始油样、微波和纳米催化剂处理的油样和纳米催化剂辅助微波处理的油样进行检测,发现其胶质、沥青质的总量由原来的44.68%分别降到26.73%、34.7%和18.59%,使轻质组分中的饱和烃和芳香烃增加。硫含量由1.917%降到1.56%、1.09%和0,氮含量由0.536%降到0.427%、0.502%、0.389%。官能团的相对浓度下降,异构烷烃和芳环、杂环的数量减少。全二维分析结果显示多环芳烃的含量降低,大分子化合物减少,C₃₀～C₄₀的总量分别由1.88%降到1.28%、1.164%和0.89%,正构烷烃的百分含量增加,进一步阐释了纳米催化剂辅助微波降粘的原因。