本发明提供了一种用于处理油田高浓聚驱含油污水的深度处理工艺，包括以下步骤：使用静态均质混合装置对污水进行处理，制得第一处理水；使用纳米气混浮选装置对所述第一处理水进行处理，制得第二处理水；使用纳米陶瓷精细过滤装置对所述第二处理水进行处理，制得目标水。本发明中，通过深度处理工艺代替现有的三采水处理工艺，具有低投资、低能耗、低运维成本的优点，处理后目标水含油小于5㎎/L，悬浮物小于5㎎/L，粒径中值小于2μm，从而将三采水处理指标由“20、20、5”指标提升至“5、5、2”指标，从而提高了处理后水的清洁度，满足客户需求。