Sembra che il MongooseArray#pull il metodo funziona solo se i tuoi elementi hanno _id proprietà.
Trovo più facile utilizzare le chiamate dirette per update per evitare questo tipo di sorprese:
mongoose.model('organization').update(
{_id: user.organization},
{$pull: {members: {user: user._id}}},
function(err, numAffected) { ... }
);