本发明涉及一种处理采油污水的好氧人工湿地冬季无支撑保温系统，包括保温棚体、固定地栓和曝气装置，所述保温棚体为保温膜，保温膜覆盖于好氧人工湿地上表面，保温膜边沿通过固定地栓固定于好氧人工湿地边缘水面以下，保温膜水面上部分设置有排气孔；所述曝气装置包括曝气管和气泵，好氧人工湿地水面下设置有曝气管，气泵与曝气管相连接。本发明采用曝气装置向保温膜内充气，从而使保温膜覆盖于需要保温的湿地上方，使湿地和棚外冷空气之间形成空气保温层，达到保温效果，并且不采用支架，从而可以确保保温装置的跨度，克服现有保温棚跨度小的弊端。