除油工艺是油田污水处理中的第一阶段，油田开采初期，多以自然除油+混凝除油为主，其后随着各种技术的发展以及污水水质的改变，除油技术也在逐渐改进，目前国内除油阶段采用的技术方法主要有：重力式隔油罐技术、压力沉降除油技术、气浮选除油技术、水力旋流除油技术等。上述几种除油技术在各大油田有不同程度的应用，同时也取得了较好的除油效果。早在100多年前，在油田污水处理中过滤器就开始得到了应用，最开始应用过滤技术的是美国宾西法尼亚某油田。
当时回注水采用的是清水，所以过滤效果也不高，只能满足中高渗透油层的需要。我国从建国初期就开始应用过滤器于油田污水处理中，国内各大油田所采用的基本都是前苏联的砂滤技术和多层滤料技术。所应用的过滤器主要有：清水型粗过滤器，精过滤器，以及污水型过滤器。早期主要以石英砂过滤器为主，其对悬浮物具有较好的去除效果，但除油能力不高。核桃壳过滤器是20世纪80年代中后期在国内发展起来的，核桃壳过滤器的主要优点为滤速高、截污能力强、水洗强度低等，在过滤器反冲洗时辅助以机械搅拌，会使得反冲洗效果更好。