本发明公开了一种海上高含水稠油冷采井热复合吞吐增效系统，包括井口采油树、电泵生产管柱、加热装置、药剂罐和制氮装置，加热装置的出水口通过注热水管线连接至井口采油树的油管翼阀上、入水口通过进水管线与平台生产分离水连接；药剂罐内存储有起泡剂，药剂罐通过注药剂管线连接在注热水管线上；制氮装置通过注氮管线连接至井口采油树的套管翼阀。本发明还公开了上述系统的作业方法，将热水、起泡剂和氮气通过原有冷采生产管柱注入油藏，注入结束后焖井一段时间然后启泵生产。本发明可以充分发挥热、气、化学药剂的协同增效作用，提高高含水稠油油藏动用程度，从而大幅提高稠油采收率。