在油田生产中,部分采出液未及时处理,在集输系统内长期积存,导致其长时间在曝氧条件下,受到温度和光照等环境因素的影响,另一方面由于油田生产中大量化学药剂的使用和絮状物富集等因素,使得原油乳状液乳化严重、稳定性增强,从而形成难处理的老化油,如落地油、脱水站污水沉降罐上部的浮油和污水处理站回收池污油等。目前,国内外油田主要采用回掺法处理老化油,但老化油成分复杂且含水率较高,若与常规含水原油一起处理会对原油系统造成冲击,容易导致电脱水器垮电,影响正常生产,同时也会导致部分质量指标无法满足要求。热化学脱水方法工艺简单,适应性广,但采用热化学方法处理老化油不同于处理一般含水原油,对于破乳剂的选用和加药浓度、加热温度、沉降时间等破乳参数有更高的要求,因此需要开展热化学脱水参数优选研究。本文以大庆油田某联合站的老化油为研究对象,主要包括联合站内部污水站一段沉降罐和二段沉降罐的收油和脱水站污水沉降罐的收油,以及联合站外部压裂返排液回收池浮油、卸油点化油池回收的落地油和含油污泥处理站收油。通过对不同来源老化油和常规原油的物性及组分分析,对比老化油与常规原油在凝点、密度、粘度以及杂质含量、硫化亚铁含量、胶质、沥青质含量等方面的差别,研究老化油相比于常规原油难处理的原因。在联合站热化学脱水工艺中,有时会单独处理某种来源老化油,有时会将不同来源的老化油混合处理,因此,在室内热化学实验方面,对不同来源老化油和混合老化油进行破乳剂优选实验,从10种破乳剂中筛选出了1-4种脱水效果较好的破乳剂。而后对不同来源的老化油和混合老化油,进行破乳剂参数优选实验,最终确定出1-2种破乳剂及其最佳的处理温度、处理时间和加药浓度。进行现场实验,确定大庆油田某联合站老化油热化学脱水工艺最优破乳参数,使处理后的老化原油含水率低于1%。在热化学实验中发现,油水分离过程中油水界面上形成了过渡层,过渡层的存在严重影响了热化学脱水效果,使得老化油脱水量降低。对于热化学实验难处理的过渡层,开展了过渡层脱水技术研究,采用物理手段,通过搅拌的方法加速其脱水。研究并分析了搅拌速度、搅拌时间、加热温度和不同直径容器对过渡层脱水效果的影响,并结合微观形态对比不同油品之间过渡层脱水效果的差异。