Água produzida (AP) é uma das fases geradas a partir da separação trifásica obtida após a extração do petróleo e gás e constitui um efluente industrial. O gerenciamento do seu tratamento para descarte face a alta vazão típica e sensibilidade dos ecossistemas marinhos, é um desafio para empresas que lidam com este tipo de fluido, principalmente na extração offshore. Como este efluente tem uma composição química complexa e variável chegando em até 500 mg/L de compostos orgânicos solúveis em água (WSO), os quais não são facilmente removidos pelos tratamentos físico-químicos convencionais como coagulação e floculação, diversas alternativas de tratamento são adotadas a fim de conseguir eliminar ao máximo óleos e micropartículas de sólidos presentes. Para tal, a AP deve ser tratada antes de ser lançada ao mar ou reutilizada no processo. Contudo, nem sempre as etapas do tratamento conseguem funcionar de maneira ótima para atender a qualidade ambiental regulatória, de modo que a busca por novos processos de tratamento segue sendo de interesse geral. Neste trabalho foram testados processos de oxidação catalisada com íons Fe para incrementar a degradação de WSO, usando amostras reais de AP da Bacia de Campos (RJ, Brasil). Os melhores resultados foram obtidos nas seguintes condições de H2O2 em dose de 1x sem necessidade de catalisador (Fe2+). Nessas ocorreu uma redução de 66 por cento dos orgânicos solúveis, suficiente para manter conformidade com as exigências das normas ambientais para descarte de AP no mar.