本发明涉及油井采出液油水分离技术领域，是一种基于油田伴生气自气浮油水预分离装置及处理方法，前者包括罐体，罐体内部由左至右依次分为相互连通的预处理腔、重力沉降分离腔和原油缓冲腔，预处理腔与重力沉降分离腔之间设置有分别使预处理腔与重力沉降分离腔的上部和下部连通的挡板一。本发明充分利用油井采出液中的伴生气作为气浮气源，加速了原油和采出水的分离，再通过布液装置，实现伴生气在液相中的均匀逸出，形成有效的气浮作用，利用该作用实现在不设置外部设施的情况下，减小设备尺寸，降低投资成本，提高了油水分离的效率，达到了预期的分离效果，应用前景广阔、市场潜力大。