我国是世界上的主要稠油生产国之一,稠油储量丰富。为满足我国快速增长的石油需求,稠油的开发利用逐渐受到人们重视。蒸汽辅助重力泄油（SAGD）作为一种比较成熟的稠油热采技术已经广泛应用于商业开采中。蒸汽腔的形成和扩展是SAGD技术的关键,因此探究SAGD蒸汽腔的扩展规律对指导和评价SAGD生产具有重要意义。蒸汽腔边界的传热机理研究是蒸汽腔扩展规律研究的重要内容。本文建立了蒸汽腔边界的传热模型探究了储层原生水和蒸汽冷凝水对蒸汽腔边界传热过程的影响规律,得到了蒸汽腔边界外的温度、压力、导热和对流密度、热扩散率分布曲线,并将理论计算数据与生产数据进行了对比,验证了传热模型的准确度。揭示了蒸汽腔边界传热过程中导热和对流作用的相互关系,并从产油率的角度进一步分析了对流和导热对SAGD过程的影响规律,提出了改善SAGD产能的生产方法。本文根据储层原油饱和度随温度的线性分布规律对Butler模型进了修正,建立了非均质储层条件下的SAGD蒸汽腔边界扩展模型,探究了不同扩展阶段蒸汽腔高度与扩展时间的关系,对蒸汽腔纵向扩展时间的影响因素进行了敏感性分析。通过对Butler泄油模型相对渗透率的修正,建立了非均质储层条件下的SAGD蒸汽腔边界泄油模型,并将依据模型计算的理论泄油率与生产数据进行了对比,验证了新模型的准确度和可靠性。通过对蒸汽腔泄油规律影响因素的敏感性分析,探究了储层物性参数和蒸汽腔内流体参数对SAGD生产性能的影响并提出了优化建议。本文通过建立理论模型及数据对比验证的方法研究了SAGD蒸汽腔的扩展规律,传热规律和泄油规律,为进一步优化蒸汽腔扩展及提高SAGD开采效能提供了理论基础。