本发明提供一种油田伴生气回收系统,包括预处理模块、稳烃分离模块以及天然气分离模块,所述预处理模块包括过滤装置、增压冷却装置和净化装置,所述净化装置设置有CO-2酸气混合物出口以及天然气混合物出口；所述稳烃分离模块包括依次连接CO-2酸气混合物出口的冷却干燥装置和三相分离装置,所述三相分离装置的油相端口通过输送泵连接稳烃储存装置；所述天然气分离模块包括主冷箱、重接触塔、副冷箱、脱乙烷塔和液化气塔。本发明通过伴生气回收系统可以有效的对不同气质的工况下的油田伴生气进行分离、提纯、液化,实现天然气、石油气以及稳烃的联合生产,提高了油田伴生气的回收效率,降低了运行成本。