稠油资源是常规原油耗尽后的替代品。但稠油粘度大，难以直接开发利用，稠油井下水热催化降粘是解决此难题很有发展前景的技术之一。论文以辽河稠油为研究对象，在高压反应釜中模拟注汽热采时井下改质条件，考察水热裂解的可行性，寻求稠油改质过程适宜的改质条件。通过检测反应前后样品的SARA组成，平均分子量、粘度和沥青质、胶质含量的变化来衡量稠油改质效果。并对稠油中沥青质的性质进行了研究。通过实验，主要结论如下：（1）无催化剂存在条件下，在反应温度为240℃、反应24h、水油质量比0．5时，50℃粘度由原来的147．30Pa·s，降到130．40Pa·s。（2）过渡金属离子催化降粘以及降低胶质、沥青质含量的顺序为：Fe²⁺>Ni²⁺>Co²⁺>Ti⁴⁺>Cr³⁺>Mn²⁺>Cu²⁺>Zn²⁺。且在260℃、反应24h条件下，Fe²⁺最佳用量为0．20％。（3）由沥青质和胶质XRD数据计算出辽河稠油分离产物中的沥青质芳香层间距（dm）、脂链之间间距（dr）、芳香片的直径（La）、晶胞高度（Lc）、芳香片堆积层数（Me）为别为2．32、2．91、27．9、13．6、6．9nm。（4）测定以苯和甲苯为溶剂时沥青质平均分子量分别为3 167和2404。表明沥青质是由单元片层缔合成的的缔合体，溶剂的极性可使沥青质的缔合程度降低。（5）溶液法通过计算得到辽河油田正戊烷沥青质的偶极矩μ=7．91。（6）粘度法和表面张力法分别测定沥青质的沉淀起始点为41％和32％。