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酸化压裂工艺是油田增产的主要措施,在工艺处理末期会产生大量高粘度、高酸性、高稳定和高化学需氧量（COD）的酸化压裂液,致使油水分离和污水处理困难。本文在总结国内外酸化压裂液处理和旋流油水分离的基础上,采用旋流技术与化学脱水技术相结合,对天津大港油田酸化压裂液进行了化学降粘、旋流除油、化学脱水的实验研究。首先使用化学氧化法,进行了酸化压裂液的破胶实验,实验结果表明使用Fenton试剂,在FeSO4浓度为0.02%,H2O2浓度为0.03%,pH为5,反应时间为25min,反应温度为45℃条件下,最高反应效率可达81%。对破乳剂筛选实验得出使用RH-3060对酸化压裂液破乳,静态实验所需RH-3060浓度为500ppm,动态实验为150ppm;使用浓度200ppm的LE-26对原油进行脱水,与RH-3060配伍脱水率可以达到84%。其次,开展了旋流除油实验研究,考察旋流器的结构参数、操作参数和物性参数对分离效率的影响,结果表明,最佳结构参数为锥段三段3°锥角、导叶为15°角、6mm溢流口直径和930mm尾管长度;操作参数为3.5-4.5m3/h,溢流率根据具体的含油量进行选择,本实验溢流率为10%时旋流器处于稳定的高效率分离区。压裂液破胶48h后,粘度处于3.2mPa·s以下时分离效率可达到80%以上。当溢流口直径为8mm,加气量0.75 m3/h时,可使粘度为10.1mPa·s的压裂液分离效率达到82%,加气效果明显。在最佳结构参数和操作参数条件下,破胶48h,使用两级旋流器串联处理现场压裂液,最高分离效率可达98%,底流含油控制在1500ppm以下。在以上实验的基础上提出分离效率预测模型。结合以上实验设计了一套酸化压裂返排液处理工艺,提出旋流器的临界粒径计算模型,对模型的准确性进行了实验验证。