国内油田含油污水处理工艺有常规处理和深度处理两种，对回注高渗透率油层的含油污水，通常采用常规处理工艺，一般为沉降除油、混凝和单层滤料(或双层滤料)过滤；对回注低渗透率油层的含油污水，一般在常规处理的基础上再进行深度处理，即进行二级或三级过滤。国内常规处理工艺中，除油工艺主要有重力式、压力式、气浮式和水力旋流式四种，其中过滤工艺主要有单层或双层滤料过滤；深度处理工艺主要有深床过滤、多层滤料过滤和精细过滤三种。如大庆油田采用大罐自然沉降—过滤流程；辽河油田采用斜板—浮选—过滤流程；大港油田采用聚结分离—浮选—过滤流程；新疆东河油田采用旋流器—过滤流程。

     国外油田含油污水处理工艺分为除油净化和过滤净化两个阶段，对高渗透率的注入层，采用除油加过滤的常规处理工艺，对于低渗透率的注入层，则在常规工艺处理的基础上进行深度过滤，即采用预过滤和精细过滤。主要工艺为：

(1)自然沉降-混凝沉降-压力过滤  该工艺具有除油效果好，出水水质稳定，易维护的优点。在此处理工艺的基础上通过单元设备的改进又衍生了多种工艺组合。
(2)混凝除油-压力过滤  随着原油脱水设备的改进，来水含油量越来越低，在原三段基础上改进成两段，同时随着污水中大量泥砂的出现，污水处理由原来的油、水两相分离改为油、水、泥三相分离，斜板技术引入油田采油污水的处理以后，不但提高了除油效率而且除去了大量泥砂，因此得到了广泛的应用。
(3)粗粒化除油-混凝除油-过滤  为解决除油罐体积过大，处理效率偏低的缺点，各油田开始研制和应用粗粒化除油技术。这一技术提高了处理设备的处理效果和处理能力，但随着采出液含砂量的增加，此技术逐渐被淘汰。
(4)斜板除油-气浮-压力过滤  气浮的处理效果要远远优于混凝除油，具有占地少、去除率高的优点，但存在抗冲击能力差，对进水要求高的缺点。

(5)其它处理工艺 API、CPI 波纹油水分离器，IGF 微气泡气浮机相对于对以混凝、气浮、过滤为代表的油水分离设备属于第二代技术，但此类技术不适于高度乳化废水的处理和稠油废水的处理。膜过滤技术的应用提高了处理效率，但膜易污染、抗油冲击性差、成本高。在原有技术路线的基础上，延长工艺，增加微生物处理单元是目前采取的主要措施。部分油田对采油污水进行了可生化性研究，发现生物处理技术对于某些采油污水有较好的处理效果。但由于采油污水除具有高含油、高水温、高矿化度、高悬浮物和低可生化性的特点外，还具有来水水质不稳定、前期化学处理剂添加量高、水质随油区变化大的特点，生化技术处理采油污水难以得到大面积的推广应用。