本发明公开了一种油田三元复合驱采出污水处理工艺，解决了采用“沉降+过滤”传统处理工艺导致污水处理成本高、工艺过于繁琐及出水水质不合格的问题。本发明工艺包括溶气气浮、生化池生化处理、纤维转盘过滤三个步骤：1、利用溶气气浮对污水进行油水分离，去除大部分油和悬浮物；2、将步骤1处理后的污水自流进入生化处理单元，去除水体中乳化油、溶解油和悬浮物；3、生化处理后水进入纤维转盘过滤系统进一步去除悬浮物，最终使得污水达到高渗透率地层的注入水标准：油含量≤20mg/L，悬浮物≤20mg/L，粒径中值≤5um。该油田三元复合驱采出污水处理工艺不添加化学药剂，运行成本低，维护简单，处理时间短，出水稳定合格。