本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种油田采油污水深度处理系统。本实用新型所述的油田采油污水深度处理系统，包括电化学槽体，进水管、进水泵与电化学槽体依次相连；电化学槽体内部设有铁阳极和铁阴极；电化学槽体与臭氧反应器、气浮池、过滤器、电解超声反应器、超滤反应器、产水泵、出水管依次相连；臭氧反应器内设有钛曝气盘；过滤器内设有滤料；电解超声反应器的底部和顶部分别设有超声波震板，电解超声反应器内设有钛涂层阳极和钛阴极；超滤反应器内设有超滤平板膜；过滤器的出料管线通过反洗水管与气浮池的进料管线相连。本实用新型设计科学合理，操作简单便捷，不但使得出水质量达标，还降低了对进水指标的要求，节能环保。