为了节约地球上的淡水资源，目前注入油层的水大部分来自从开采原油中脱出的水，习惯上称之为污水。污水未经处理时含有大量的悬浮固体、乳化原油、细菌等有害物质。因此，必须对注入油层的水进行净化处理。由于污水是从油层采出的，所以油田回注污水处理的主要目的是除油和除悬浮物。概括地讲可分为两个阶段：
第一阶段为除油阶段，该阶段是利用油、水密度差及药剂的破乳和絮凝作用将油和水分离开来。目前国内普遍采用的除油技术：重力式隔油罐技术就是靠油水的相对密度差来达到除油的目的；压力沉降除油技术是在除油设备中装填有使油珠聚结的材料，当含油污水经过聚结材料层后，细小油珠变成较大油滴，加快了油的上升速度从而缩短了污水停留时间；气浮选除油技术是在含油污水中产生大量细微气泡，使水中颗粒粒径为0．25～25微米的悬浮油珠及固体颗粒粘附到气泡上，一起浮到水面，从而达到去除污水中的污油及悬浮固体颗粒的目的；水力旋流除油技术是利用油水密度差，在液流高速旋转时，受到不等离心力的作用而实现油水分离。
第二阶段为过滤阶段，该阶段是利用滤料的吸附、拦截作用，将污水中悬浮固体、油和其他杂质吸附于滤料的表面或不让其通过滤料层。