反渗透技术与其他除盐方法相比，具有能耗低、工艺简单、占地面积小、不污染环境等特点，近年来研究应用较多。
2003年，美国得克萨斯A&M大学制造了2套移动式水处理装置，单套可生产8m3/d农业水质的淡水(TDS<500mg/L)。其中1套装置已在得克萨斯州格赖姆斯县进行了试验，可将油田采出水TDS由12500mg/L降至150mg/L。出水用于恢复牧场和野生动物栖息地。
2008年，Veolia采用OPUSTM技术在SanArdo油田建立了示范工程，处理规模50000桶/d(约7950m3/d)，产出水排放补给平原地下水。该技术是一种处理高含硅、有机物、硬度、硼和微粒的进水的淡化工艺，由脱气、化学软化、过滤、离子交换软化、保安过滤和反渗透等处理单元组成。进水TDS、硅、硼、总有机碳、含油量分别为5500～7000mg/L、0～300mg/L、0～330mg/L、0～80mg/L、0～60mg/L时，经处理后出水到达废弃物处置指标WDR要求的标准。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
国内油田废水反渗透处理技术处于试验和小规模现场应用阶段。胜利油田采油院在陈庄油田采用生化—超滤—反渗透工艺建成了处理规模为360m3/d的现场流程，生化处理后废水含油量<2mg/L，CODCr<100mg/L，再经反渗透脱盐处理后，TDS<1000mg/L，各项指标达到热采锅炉进水要求，产水直接用于试验区稠油热采注汽锅炉。胜利油田孤岛油田采用溶气气浮+粗滤、精细过滤+超滤+反渗透的工艺建成1000m3/d产水规模的现场应用工程，聚合物含量从31.73mg/L降至0.22mg/L、含油量从293.875mg/L降至1.13mg/L、SS从210.125mg/L降至0，反渗透出水矿化度232.4mg/L。产水回用于三采配聚用水，配制聚合物溶液黏度为3300～3650mPa·s，是目前用黄河水配制水平的1.3倍。反渗透技术在国内油田废水处理中尚未大规模推广应用的主要原因是油田废水水质复杂，高含油、高含盐、高COD等，缺乏长期有效的膜预处理工艺，以及技术支持不到位，缺乏有效的膜应用的评价方法和解决膜污染的有效方案。