目前，我国大部分油田的采出液综合含水率已超过90％，这便产生了大量的石油废水。含有大量污染物的石油废水若任意排放，必将造成严重的环境污染，与此同时，由于需要注入地层的生产用水量越来越大，这又导致了水资源紧张的问题。如何将开采过程中产生的石油废水处理变为合乎回注标准的生产用水回注地层是我国各油田面临的主要问题。本课题针对胜利油田目前的采出水处理工艺所存在的除油效率低、悬浮物处理困难的现状，在对水质基本情况进行分析的基础上，通过小试和中试试验研究，对影响采出水中油、悬浮物去除的因素进行研究，提出可行的改进方案。 通过静态试验研究，对油珠浮升和悬浮颗粒沉降的影响因素进行探讨；通过动态试验研究确定了原水在一次除油罐中适宜的水力停留时间；通过实验室模型试验，分析一次除油罐上向流与下向流不同流态对除油除悬浮物效果的影响，确定了一次除油罐最适宜的流态。结果表明，在温度一定的条件下，含油量去除率随矿化度的增加而提高，而悬浮物的去除率随矿化度的增加而降低；在矿化度一致的条件下，含油量去除率和悬浮物去除率均随温度的升高而提高。下向流处理效果要明显优于上向流，停留时间4小时与6小时的处理效果差距不大，为减小沉降罐的容积，降低成本，建议停留时间选用4小时。 通过小试试验研究，对几种不同材质、不同结构、不同表面性质的聚结材料进行对比分析，并研究了粗粒化床深和聚结负荷等因素对粗粒化效果的影响；通过中试试验研究，选出最佳的粗粒化材料，并考察粗粒化+斜板沉淀工艺对油和悬浮物去除效果的影响。结果表明，只有当聚结机理为润湿聚结和碰撞聚结同时作用时，聚结效率才能大幅提高，聚结材料的表面性质和空间结构形式是影响粗粒化效果的主要因素；随着粗粒化床深的增加聚结效果变优，随着聚结负荷的增加聚结效果变差；聚氯乙烯规整填料的聚结效果要优于其它几种填料；粗粒化+斜板沉淀工艺处理油田采出水，可以大大提高一次除油罐对油和悬浮物的去除率。 综上所述，对已建的油田采出水重力处理设施建议流态采用下向流，停留时间选4小时为宜；采用粗粒化+斜板沉淀工艺处理油田采出水不仅可以极大的提高对油和悬浮物的去除率，而且可以缩短停留时间，减小构筑物的体积，降低基建投资，其必将在油田采出水处理站中得到广泛的应用。