油田开采过程的油泥砂主要由地层泥砂、胶质、原油、化学添加剂及水等组成，被列入了《国家危险废物名录》（其废物类别为HW08）。由于其成分复杂，处理困难，目前的处理方法和技术仍不具有普遍适用性，因此，油泥砂无害化处理和资源化利用技术的研究，是保障油田环境和谐开采的重大课题。为此，本论文研究了油泥砂的原油脱除和回收技术，并初步探索了油泥砂的固化技术，对油泥砂液相脱油过程中“固体浓度效应”进行了理论分析，期望为油泥砂的无害化处理和资源化利用技术研发和应用提供依据。　　本论文主要研究内容及结论如下:　　(1)碱液洗涤法对油泥砂脱油研究考察了碱(NaOH)浓度、温度、液固比（碱液与油泥砂的质量比，RA/o）等因素对脱油效率(Ro)的影响等。结果表明，碱(NaOH)液对油泥砂具有良好的脱油效果，在所研究的条件下最大Ro值为75.5％。碱浓度、温度和RA/O对Ro均有影响。随碱浓度增大，Ro先增大，在碱浓度高于8.8 g·L-l后趋于平衡;随温度升高，Ro先增大后降低，在～75℃出现最大值，但从整体来看，变化幅度不大;随RA/O增大，Ro逐渐增大。另外，在油泥砂碱液脱油过程中存在明显的“固体浓度效应”，即分配系数（KD）随固体浓度(CS)增大而增大。依据本课题组前期在研究固-液界面吸附时提出的“表面组分活度”(SCA)模型，对油泥砂碱液脱油过程中的“固体浓度效应”进行了理论分析，推导出与Cs有关的分配系数方程（SCA-KD方程）及Ro～CS理论关系式等，提出用特征分配系数（KD0）表征脱油平衡，SCA-KD方程可用于描述或预测固体浓度对脱油效率的影响。　　(2)油泥砂的溶剂萃取法脱油研究考察了溶剂（环己烷、正己醇、煤油和正丁醇）、固含量、温度对脱油效率的影响。结果表明，环己烷、正己醇、煤油和正丁醇四种溶剂对油泥砂均有良好的脱油效果，其脱油效率顺序为:环己烷＞正己醇＞煤油＞正丁醇;在所研究条件下，最大Ro值为98.0％，且脱油效率随温度升高而增大。研究发现溶剂萃取过程中存在明显的固体浓度效应，用SCA-KD方程对其进行分析，发现SCA模型预测与实验结果一致，说明SCA模型适用于原油脱附体系。另外，研究溶剂和温度对表面位活度系数(fs）影响时，发现fs与所用溶剂无关，而随温度升高面降低，该结果加深了对固体效应的认识。　　(3)用共沉淀法制备了油酸(OA)包覆Fe3O4(简记为Fe3O4@OA)磁性纳米颗粒，并考察了磁性纳米颗粒对O/W型乳状液的破乳性能。破乳所用乳液包括环己烷纳米乳液(CH-NEs)、“环己烷稀释原油”纳米乳液(CO-NEs)和油泥砂碱液脱油时产生的碱性原油乳液(AOEs)。结果表明，Fe3O4@OA纳米颗粒对CH-NEs和CO-NEs均具有良好的破乳效果，最佳条件下破乳率（ED）可达95.0％以上;ED与磁性纳米颗粒的润湿性有关，静态水接触角（θw）在90°左右时破乳效果最佳;pH值及盐(NaCl和CaCl2)浓度对CH-NEs的破乳效果无影响，当8.0＜pH＜11.0时CO-NEs的破乳效率随pH值增大而降低。此外，磁性样品具有很强的磁响应，可快速分离，具有良好的循环使用性。磁性样品对油泥沙碱液脱油过程产生的AOEs也具有较强的破乳能力，Fe3O4的破乳率可达90.0％以上，说明磁性颗粒具有实际应用价值。这些结果为磁性破乳剂和破乳技术的研发提供了重要信息。　　(4)以氯氧镁水泥(MOC)为固化剂，对油泥砂的固化技术进行了初步研究，考察了MOC组成（MgO/MgCl2摩尔比，Rn）、油泥砂含油量及油泥砂/MOC质量比（Rm）对固结体的平衡抗压强度的影响。结果表明，随油泥砂含油量增大，平衡抗压强度降低;随风和Rm增大，平衡抗压强度均先增大后降低，在Rn=2.0～3.0和Rm=1.2～1.6时出现最大值。MOC可有效固化油泥砂，在所研究条件下固结体的最大平衡抗压强度可达11.2 MPa（所用仪器检测上限）以上，满足普通砖U10级强度标准要求，有实际应用前景。