从油井采出的油、气、水，通过靠近井口的分离器，根据组分相对密度不同，将气、油、水分开，再经各自的管网输送到集输站；或将多相流体直接输入集输站，在集输站集中加工处理。
井下油水分离技术，即井下油水分离器是上世纪90年代末期，北美开发研制和发展起来的一项新的采油工艺设备，是针对油田开发后期，解决大量产水问题的采油工艺新技术。该项技术通过井下油水分离设备与经改进后的井下泵相结合，实现采油、井下油水分离扩产出水同井回注，具有控水、稳油、节能、节支、增储、环保等多种优越性。目前，国外已进入了广泛的油田试验阶段，并收到良好效果。
这种油水分离设备，在井筒内就将油水分离开，分离出来的油通过专用管线输到地面，直接进入地面油管网；同时，分离出来的水无需返出地面，而是在井下直接注入到其它层段。即一口油井中，一个油层采油，同时也给另一个对应层注水，呈现出注水采油同步进行，改变了原来注采方式及水的单一流动方向，扩大了水的波及范围和波及系数；而采出的油量又有较大幅度的提高，能获得事半功倍的效果。
井下油水分离器，是由两个主要设备构成：水力旋流分离器和重力分离器。其中，水力旋流分离器同电潜泵、杆式泵和螺杆泵配合使用；重力分离器只连接螺杆泵，这些组合目前都处于不同的实验阶段。
目前，井下油水分离原理有两种：水力旋流油水分离和重力油水分离。因此，井下油水分离系统也有两种基本类型：1.井下油水旋流分离和生产设备（由水力旋分离设备和改进后的电潜油泵、螺杆泵组成），用于产量大于200立方米/日的油井中。2.井下油水重力分离系统（杆式泵系统，由一对柱塞泵和一个特殊部件组成），用于产量小于200立方米/日的油井中。
井下油水分离设备的试验简况：这两种设备都进行了批量现场试验，均取得了较好的效果。如水力旋流+电潜油泵（或螺杆泵、有杆泵）系统，至1996年底，已在18个油田进行了试验。在阿尔伯塔油田3口井的试验中，地面产水减少80%－97%，原油产量随含水量的减少而增加。德士古公司的双作用泵（重力分离），在Parkman等油田试验中，也见到明显效果，此双作用泵的日产油量由安装前的14.5桶/日上升到安装后的35桶/日；地面产水量由221桶/日下降到151桶/日。
根据多个油田较长时间的现场试验和试用证明：该技术可以降低生产成本（尤其是地面处理费用）和基建费用；有利于环境保护；通过改善油藏中水流分布，可以提高产油量和采收率；因产水过多和地面水处理能力不足，而被迫关闭的“闲置”油井得以再生；控制底水锥井；大大减少油田钻井数量；同时还可节省动力（电能等）。
实施准则及要点：油田水回注层与生产层同一井筒中；含水大于85%的油井中；产油层和注入层应能清楚辨识；必须有好的油水分离系统设计。
专家预计，该技术今后还可用于以下领域：用于重油生产、甚至是用于大量出砂的重油开采；用于海上石油生产，尤其是用于没有水处理能力的平台上，目前正在进行这方面的试验；用于水平井（生产层位下有吸入能力较高的注水层）；用于在没有地面管线和海上平台的情况下进行水驱；用于注水井；用于环境要求严格或边远没有水处理设备的油井中以及用于一些盐、垢、乳化或结蜡严重的井中。
对于世界上许多正在失去经济效益的高含水油田的油井，井下油水分离技术无疑将会带来新的生机和活力，地面产水量的减少，使基建投资和作业成本都会有大幅度下降，环保优势增强，投资费用下降。这与任何一项新技术一样，从萌芽、试验到推广应用，需要一个过程，这就需要公司、生产经营者和研究人员的共同努力，才能尽快发挥积极作用。
根据有关资料统计，我国陆上油田综合含水已高达82%左右，东部6个主要油区的综合含水已达到86.1%，水害问题已十分突出，是困扰油田开发的重要矛盾，是原油产量下降的重要原因，而与水相关的作业费用（如找水、卡水、堵水等措施）占整个生产成本相当大的比例，因此，井下油水分离技术的推广应用，无疑在我国油田开发中更有潜力，应成为降低地面产水、降低成本、提高油田经济效益的重要手段。
目前，井下油水分离技术，虽在井筒内可以将油、水分离成单组分，但面临的问题是在井下条件下，在有限的空间内，将分离器和多种泵如何妥善组装在一起，还存在一定的难度，仍有许多工作正在研究和探索之中，经业内人士预计，在2010年前后，才可能看到井下油水分离技术（器）的普遍推广应用，届时将会给油田开发带来新的技术革命。
