稠油开采空间潜力巨大,有望成为我国重要的战略接替能源。火驱技术作为稠油油藏开发的重要接替技术之一,具有非常好的发展前景,其效果也受到广泛的认可。然而燃烧过程的可持续性主要依靠足够的燃料和注入的空气,这也决定着储层实行火驱的成功性。因此,研究火驱中的燃料沉积过程对于特定的储层来说比工程设计和经济性评价更关键。本文首先对稠油油样进行四组分分离测定,并确定其元素组成,密度,粘度,热值以及红外光谱结构。对稠油油样的物化性质进行了深入的分析。通过稠油油样燃烧热解动力学实验,对比空气氛围和氮气氛围下稠油油样燃烧热解反应,二者呈现不同的反应过程及动力学参数。空气氛围下,稠油油样的燃烧热解历经四个阶段:初始阶段、低温氧化、燃料沉积、高温氧化。氮气氛围下,稠油油样燃烧热解历经两个阶段:初始阶段和失重阶段。氮气氛围明显比空气氛围缺少一个高温氧化阶段。两种氛围下反应活化能大小都是先增大后减小的趋势,只是二者的峰值出现对应的反应温度,以及峰值大小不同。通过稠油油样燃烧热解机理实验,对比分析稠油样品分别在空气和氮气氛围下燃烧热解前后油样的红外色谱结构特征变化规律,以及反应产出物的变化规律,总结出稠油油样燃烧热解的反应规律。并且对比分析添加岩心碎屑后对稠油油样燃烧热解过程的影响。结果显示空气氛围下的稠油油样在各个温度区间下结构的变化速率要快于氮气氛围,并且氮气氛围下有明显的诱导期阶段,而空气氛围不存在此阶段。同时发现,岩心碎屑的存在对稠油的燃料沉积过程有明显的催化作用。最后,通过对稠油油样燃烧热解动力学以及机理实验结果的分析,总结稠油油样燃烧热解过程的反应路径,并推断出两种氛围下稠油油样的反应机理。空气氛围下,稠油油样历经加氧脱羧,形成重烃分子,并随后转化形成低H/C比,高芳香结构的焦炭,最终焦炭燃烧释放大量热量。氮气氛围下,裂解、聚合反应在不同的温度区间内分别占据主导地位,后因达到沥青质溶解极限而析出焦炭,最终高温下焦炭重新裂解为小分子结构。