一、立项背景及技术难点 海洋是陆地资源的重要接替区，海洋油气资源的绿色可持续开发是保障国家能源安全、生态安全的重要举措。我国海上重质原油占比高，采出液综合含水率高，水质复杂，多井来液及含气特性，导致生产水流量、气含量以及含油浓度波动大，处理难度大。当前只能依靠加注大量化学药剂破乳并辅助斜板、旋流、气浮等常规技术分离，存在药耗高、占地大、产生油泥二次污染等问题。 因此，开发全新适用于海上重质稠油油田的紧凑式生产水除油技术及相关装备，以快速、高效、绿色处理平台生产水对我国海洋环境保护和海洋石油开采行业发展具有重要意义。 二、研究内容及创新成果 从油田实际需求出发，针对特殊的地层产液性质，突破单一技术的限制，将多项先进技术进行整合，经过长期的细致研究、实验室论证和油田现场试验，摸索出一套适合含有高悬浮物的稠油油田污水处理技术，同时解决了海上平台空间小、载重余量小等一系列难题。 1、发明了具备流量、气含率、油含量自适应性的主副腔耦合式悬浮油快速分离的新方法 基于旋流场结构对油滴、气泡等柔性颗粒运动行为的作用规律研究，发明了主副腔耦合的自适应快速分离方法，明晰了主副腔组合结构对流场、分离效率的构效关系，构建了量化设计模型，克服流量、气含率、油含量等组分波动造成的流场扰动，实现了在波动工况下悬浮油滴的快速分离。 2、构建了基于前驱油膜诱导的微细分散油高效聚并新技术 基于液滴间、液滴与液滴-固相接触点间作用关系，形成了快速打破油滴界面膜稳定性的高效聚并方法，提出利用亲油纤维诱导微细油滴快速聚并分离新思路，阐明了前驱润湿膜诱导油滴快速聚并机制以及黏附油滴变形、滑移、脱落的控制条件，获得纤维倾角与分离效率的构效关系，进一步揭示了内循环控制的油滴对废水中溶解性有机物强化传质机制，发明了亲油纤维束、骨架纤维“X型”组合结构，可以将油滴聚并融合时间由自由接触的秒级缩短至毫秒级，实现了细微分散油滴的高效聚并分离的同时对部分溶解性有机物的协同去除。 3、开创了亲、疏油异质纤维组合物理破乳的乳化油绿色破乳新模式 基于异种材料表界面性质及表面能差异，研究了油水乳液在亲油、疏油纤维交叉节点处的破乳行为，揭示了乳液在异质纤维交叉节点处所受极性力差异的强化破乳机制，发明了亲/疏油纤维“Ω型”组合结构，建立了相应破乳分离的理论计算模型，进一步开发了异质纤维组合比例、空间构型、三维层间堆叠优化的模块构造方法，实现了乳化油绿色物理破乳。 4、形成了适用于海上重质油田生产水紧凑高效处理的成套技术装备，并实现工程应用。 耦合悬浮油快速分离、分散油高效聚并、乳化油绿色破乳等技术方法，开发了适用于海上稠油油田生产水除油处理的紧凑式模块化组合分离新装备，并在渤海亿吨级稠油油田秦皇岛32-6油田CEPJ平台含油生产水处理过程中实现了首台套技术装备的工程应用。 三、实施情况及经济社会效益 （1）该成套技术装备替代了原水处理流程中的斜板除油器、加气浮选器两级串联设备，减少设备占地面积80%以上。 （2）新增流程每年增产原油超两百万桶，新增产原油经济价值超8亿元人民币，获得经济效益的同时提升了原油产能，保障了国家能源安全。 四、推广价值及范围 本成果已发表论文11篇，授权发明专利6项，立项行业标准1部。该技术成果适用于空间位置狭小、承重能力受限的海上油田生产水快速深度除油处理过程，经济、环保效益显著，是推动绿色海洋环保装备国产化发展的重大突破，具备向各类有生产水处理需求的海上油田平台进行推广应用的价值。