本发明的实施方式提供了一种通过如下从地层中开采石油产品的方法：将纳米催化剂分布在所述地层中，然后加热其中的重原油。在一个实施方式中，提供了一种方法，所述方法包括：将含有纳米催化剂的催化材料流入含有重原油的地层中；使所述重原油和所述催化材料暴露于还原剂(例如H2)；将蒸汽发生器放置在所述地层中；由所述蒸汽发生器产生并释放蒸汽，从而对含有所述催化材料的所述重原油进行加热；在所述地层中形成轻油产品；从所述地层中提取所述轻油产品。在另一实施方式中，提供了一种方法，所述方法包括使所述重原油和所述催化材料暴露于氧化剂(例如O2)。所述纳米催化剂可以包含钴、铁、镍、钼、铬、钨、钛、其氧化物、其合金、其衍生物或其组合。