油田作业废水处理技术可以分为物理法、生物法、化学法，包括混凝(絮凝)、催化氧化法、气浮分离、生物处理、固化法、膜分离等。
混凝(絮凝)法是通过添加絮凝剂、助凝剂等化学药剂改变胶体颗粒的表面特性，使分散的胶体颗粒聚集形成大颗粒物而沉淀(或上浮)，从而降低废水中的COD值。
氧化法是通过采用氧化剂使废水中的无机物和有机物氧化分解，从而降低废水中的BOD和COD值，使废水中的有害物质无害化。通常采用的氧化剂主要有臭氧、次氯酸钠、漂白粉、双氧水等。
气浮法是以大量微小气泡作为载体，使废水中微细的疏水性悬浮颗粒粘附于气泡上，随气泡上浮到水面形成泡沫层而加以去除的过程，具有时间短、去除率高的优点。根据微气泡产生的方式，气浮法可以分为散气气浮、溶气气浮和电解气浮法。
生物处理法是根据废水的可生化性，利用微生物的新陈代谢作用，使废水中溶解的胶体状态的有机污染物降解并转化为无害物质得以净化。
固化法是通过将有害废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的一种过程。其中固化所用的惰性材料叫固化剂，有害废物经固化处理所形成的固化产物为固化体。
膜分离是一种新型高效处理油田作业废水的方法，利用膜对混合物中不同组分选择渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。常用的膜分离技术有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(R())和纳滤(NF)，其中超滤应用较多。
