石油勘探，就是考证地质历史，研究地质规律，寻找石油天然气田。主要要经过四大步骤，即:确定古代的湖泊和海洋(古盆地)的范围;然后从中查出可能生成石油的深凹陷来;第三步是在可能生油的凹陷周围寻找有利于油气聚集的地质圈闭;最后对评价最好的圈闭进行钻探，查证是否有石油或天然气，并搞清它有多少储量。下面对这四个步骤的工作内容作一介绍。(具体的石油勘探技术方法后面有专题论述)

前面已经讲到了，石油是在古代的湖泊或海洋的沉积物中生成的，油田也是在这里形成的。因此，确定古湖古海(即古盆地)所在及其范围当属是首要的。

确定古湖古海的地质依据，主要是研究岩石和化石(古代保存在地层中的生物遗体或印模、痕迹等)。通过地质家们的研究，地球上的岩石种类极多，但最基本的可以分为三大类，一是火成岩(亦叫岩浆岩)，它是由地球深部的岩浆喷发到浅处或地面后，凝固而成的。电视中曾多次报导过现代火山喷发的壮观场面，因此对这种岩石的来源与形成是好理解的。二是沉积岩，前面在油气形成问题时，已谈到了它的来源与形成过程了，它就是确定古湖古海最主要的物质依据。也就是说，哪里有沉积岩，哪里就是古代湖泊或海洋，这是毫无疑问的。三是变质岩，这主要是各种岩石(包括火成岩、沉积岩)，在地壳的变迁过程中因经受高温高压而改变了原来的性质变成了既坚硬又致密的另一类岩石。

古湖泊和古海洋又怎样区别呢?这主要是通过化石来确定和区分的。因为湖泊与海洋的生物特征是大不一样的。另外，即使同样的沉积岩，湖泊和海洋岩石的物理化学性质也是不一样的。简单地说，是以当时水的咸淡来分的，淡水为湖，咸水为海……。

古湖古海的保存状况对找油找气的影响十分重要，在后来的地质变迁中，或遭受过风化剥蚀，造成残缺不全;或遭到火成岩的侵入破坏;或经过严重的变质过程等等，这些情况也都要通过对岩石性质和地层保存的完整程度等方面考证其发育过程。

不论是湖盆或者海盆，面积都很大，一般也有上万平方公里，大如新疆的塔里木盆地，竟超过50万平方公里。盆底的形态也是凹凸不平，很不规则的，有高低，有深浅，较低的部分称之为凹陷，高的部位称之为凸起或隆起，一般水中的生物遗体比较容易富集在盆底的低处，所以凹陷是被认为盆地中有利于生油的部位，当然也是较深的为好，故在明确了盆地范围以后的第二步就是查明深凹陷的位置，也就是找出能够生成较多油气的地方。

寻找地质圈闭是寻找油田的中心环节。任何一个找油部门对这一工作都是十分重视的。地质圈闭有大有小，有深有浅，形态各异。例如大庆油田的大庆长垣，其圈闭面积达千余平方公里，是迄今为止我国找到的最大储油圈闭。当然也有小到不足一个平方公里的，有的单独的含油圈闭只有一口油井。地质圈闭有的可以部分地露出地面，甚至一座高山即为一个完整的地质圈闭;有的埋藏很深，地表完全看不出来。我国有能力探测到的圈闭埋深，大约在五、六千米深左右，在这个深度以内，用人工地震的方法可以查得比较准确，钻井也能够得着。寻找圈闭自然也是一个由浅入深、由大到小的过程，对于深而小的圈闭，找到它当然是很困难的，它要求的技术精度、难度要比一般情况下高的多。

找到地质圈闭以后，还要对圈闭进行是否具备储油条件的研究和评价工作。一般来说，在靠近生油凹陷的地质圈闭，有利于油气运移进去，成为有希望的油田，而对其他地方的圈闭，评价就要低一些。再则各个圈闭本身的保存是否完整，可储藏油量的大小等情况也需要进行研究和评价。

对所找到的地质圈闭，里面是否储藏着石油或天然气，在没有对它进行钻井验证之前，一般是很难给以定论的。因此，对地质圈闭进行钻探，这是寻找油田的最后一个步骤，也是极其重要、极其关键的一个步骤。其重要性及关键性在于，这个步骤中所采取的一切技术和手段，它都关系到一个油田能否顺利诞生以及它的实际命运问题。

在油田发现史上有不少这样的情况:一个圈闭本来是充满了石油的，但因钻探技术及方法不当，而没有发现其中的油气，直到若干年后，人们再次认识，再次钻探时才证实是个油田;还有的在首次钻探中就发现了油层，但其中油气就是出不来或油气产量很低、结果评价为没有工业开采价值而弃置一旁，可是以后的重新钻探或经过一定的技术措施，又喷出了高产油气流。可见，钻探是发现油气田至关重要的一步，它与前面的工作关系，如同十月怀胎与一朝分娩那样，所以必须十分认真对待。

在盆地内或一个圈闭上第一口或第一批探井应该打在什么位置，这是要综合考虑多种资料以后才能确定的。其实，第一口井就找出油田来的可能性是比较小的，如新疆克拉玛依因为旁边有黑油山可以看得见，它就是第一号探井生油的。至于我国东部在覆盖区找油田，就不那么容易了，大庆油田的第一口出油井是松基3井，说明在此以前至少已有了两口空井;胜利油田的第一口出油探井是华8井，说明在此之前曾经至少打了7口干井;大港油田是在打了近20口探井以后才发现的;任丘油田的第一口出油井是任4井，在它以前，曾经有5口以上的井落了空。当然，确定探井井位也不是无章可循、完全盲目的，简单而言，以找油为目的的探井(另有以探明地层为目的的井称之为基准井或参数井)总是尽可能定在圈闭的最高位置，其理由就是油和气总是浮在水的上面。这里的所谓"高"是指含油层的"高"。地质结构十分复杂，因而"高"也不是绝对的高，形象地比喻:如果要钻探的圈闭象个反扣着的碗或盆，第一口探井就定在拱起的碗或盆底上;如果这个圈闭象一条竖放着的大鱼，第一口井位就定在其脊背的高处;如果圈闭象一块倾斜的板(克拉玛依),探井就定在它的上方。也有极少的例外，比如一般人的头发都在头顶上最密，但秃顶者却在头部的周围才有头发，如果一定要在头顶去剪发，只会徒劳无益，新疆准噶尔盆地就有这样的实例，五十年代在其最高处打成了一口探井，一无所获，到了八十年代又在四周较低处打井，却出了油，用"秃顶"周围的头发来比喻，确有相似之处。也有确实在"盆底"找到油的，犹如炒菜的锅里放点油，它不可能停在锅沿上，这是因为这里的地层里几乎没有水，石油不占密度差的优势浮起来，只好"沉底"了，这种实例很少，所以"高处找油"仍然是首先应当遵循的准则。

当一个地质圈闭经钻探后，有一口井获得了有工业开采价值的油气流，这就算是找到了一个油田。但是，还必须进一步把这个油田的具体范围和出油能力搞清楚。因此，在钻探过程中发现油气之后，就应立即查清油层的层数、深度、厚度，并要搞清油层的岩性和其他物理性质，还要对油层进行油气生产能力的测试和原油性质的分析。然后再进行扩大钻探，进一步探明圈闭含油气情况，算出地下的油气储藏量有多少。这样，对单独个油田来说，它的初步勘探工作就算结束了。

最后这里还需加以说明的是，在实际寻找油田的工作中，这个步骤不可能绝然分开进行，而总是相互联系、交错进行的。找有利生油凹陷的过程中，往往也同时就找到了地质圈闭;在找地质圈闭过程中，也会发现新的沉积地层或新的生油凹陷;在钻探圈闭时，也会发现新的生油层和储集层，以致给人们增加许多新的认识。总的来说，寻找油田的过程，一方面是人们对地下情况不断积累资料、深化认识的过程，一方面又是找油技术不断进步的过程。

埋藏在海底的石油和天然气，不论其生成条件是否属于海洋环境，都列入海底石油资源。

近40多年来海上石油勘探工作查明，海底蕴藏有丰富的石油和天然气资源。据1979年统计，世界近海海底已探明的石油可采储量为220亿吨，占当年世界石油探明总可采储量的24%;近海海底已探明的天然气储量为17万亿立方米，占当年世界天然气探明总可采储量的23%。

美国石油地质学家H.D.赫德伯格认为全球具有含油气远景的海洋沉积盆地面积共有7800万平方公里，约与陆地上具有含油气远景的沉积盆地面积相当。

据美国石油地质学家L.G.威克斯1973年估计:世界上水深300米以内海底潜在的油气资源量约有1000亿吨原油和相当于556亿吨原油的天然气，还有500亿吨二次可采原油以及300亿吨重质原油。

油气藏的形成包括油气的生成、运移和储集等一系列复杂过程。海底沉积物内富含有机残余物，其主要来源为浮游生物(如藻类)和细菌。这些有机碎屑物随同泥沙沉到海底后，富含有机物的细粒沉积在缺氧的条件下开始有机物化学性质的转变。微生物活动是这种转变的主要因素之一。细菌作用产生的甲烷气体可在沉积浅部储层中出现或形成气体水合物。石油生成需要50~60°C以上的温度、一定的压力和一定的地质年代。这样的条件在埋藏深度大于1000米时才能达到。原始有机物质的类型在生成油或气的相对丰度方面起着重要作用。富含浮游生物、细菌等有机质的沉积物与湖泊、泻湖或海洋沉积环境有关，这类有机质被认为是生成石油的主要母质。植物表皮、孢子、花粉、树脂质和木质素等有机质的沉积物与近岸环境和河流相沉积环境有关，树脂质和木质素等被认为是生成天然气的主要母质。残余有机碳达 0.5%以上的泥岩和页岩被认为是有利的生油岩。残余有机碳超过0.1%的碳酸盐岩也可以是好的生油岩。

沉积岩内生成的烃类，经过运移进入多孔粗粒的沉积层或有孔隙和裂隙的岩层内聚集。这类孔隙性储集层多属于海退或海侵期的滨海相、河流相或生物礁相沉积。粗粒沉积物还可能被海洋浊流带到海底形成浊积岩，与细粒富含有机物的生油岩间互成层，形成良好的生油、储油和盖层组合。

石油与天然气只有聚集在具有封闭条件的各种类型圈闭内(如构造圈闭、地层圈闭或混合圈闭等)才能形成油气藏。海底油气藏的圈闭类型大多属于穹窿背斜构造，其次为由断层活动形成的滚动背斜或倾斜断块构造，不整合面形成的生物礁构造或潜山构造，盐膏层、软泥岩或火山岩形成的底辟构造，以及深海扇、浊积砂、沿岸砂坝、河道砂和三角洲形成的地层-岩性圈闭等。由于重力分异作用，天然气聚集在含油气构造的顶部，中部为油环，低处为水体。或因生油母质类型不同和差异聚集或油气运移等因素，一个构造带可能全部为气田，另一个构造带全部为油田。

在世界大洋中，深海洋盆与大陆边缘、小洋盆的油气远景有明显的不同。

深海洋盆区上覆沉积层一般较薄(平均为0.5公里)，有机质含量较低，地温偏低，地层多呈水平产状，沉积物粒度细等，缺乏良好的储集条件。大洋中脊顶部虽然地温高，但沉积层极薄或缺失。因此，90%的深海洋底缺乏油气远景。但在某些被动大陆边缘的外侧，巨厚的陆缘沉积物延伸至深洋区，可有一定油气远景，如北美东部、阿根廷、南极洲和非洲西部岸外的深洋区。一些由大陆边缘延伸至洋盆区的海岭，如鲸鱼海岭、科科斯海岭和纳斯卡海岭等，其附近可堵截形成较厚的沉积层，可望含有油气。洋盆中的微型陆块及其周缘海域，一些火山岛和无震海岭的周围海域，也可能含有油气。

大陆边缘与小洋盆邻近陆地,常有大河注入，通常覆有较厚的富含有机质的沉积物。在南、北美洲东缘、亚洲南缘、非洲和欧洲西缘、非洲东缘、欧亚和北美洲北缘以及南极洲周缘的一些海域，沉积厚度可达10公里以上。有的沉积层粒度较粗，三角洲沉积、生物礁和浊流沉积层可构成良好的储层。一些小洋盆海域闭塞，海水循环受阻;在被动大陆边缘发育的早期(大陆破裂阶段)，环境也比较闭塞，故有利于有机质的保存。可见，大陆边缘和小洋盆地区蕴藏着丰富的油气资源。海上油气田，大都分布在浅海陆架区。

大陆架对石油的生成和聚集具有许多有利条件。陆架区生油有机物来源丰富。快速的沉积和沉降有利于有机物的保存。较高的地温有利于有机质转化成石油和天然气。储油层的多孔性和渗透性有利于生油岩中烃类的排出和运移。构造运动形成多种类型的圈闭。巨厚的沉积盖层足以防止油气的散失。加之水深较小，便于开发，因此海底石油资源的勘探和开发主要集中在大陆架区。然而，水深较大的大陆坡和大陆隆，也拥有良好的油气远景。

近20年来，世界各地共发现了1600多个海洋油气田，其中70多个是大型油气田。已开发的近海油气田主要有中东波斯湾的背斜圈闭型油气田，美国墨西哥湾和西非尼日利亚的三角洲相沉积滚动背斜型油气田和盐丘构造型油气田,委内瑞拉马拉开波湖的断块型油气田，欧洲北海南部的二叠系断裂背斜气田、中部的第三系背斜油气田和北部的侏罗系倾斜断块-潜山油气田,东南亚在印尼、马来西亚、文莱和泰国湾亦已发现了一系列第三系背斜油气田。

中国有辽阔的海域和大陆架。渤海、黄海、东海和南海水深浅于200米的大陆架面积为100多万平方公里。渤海、黄海和北部湾属于半封闭型的大陆架。东海和珠江口外属于开阔海型的大陆架。几条流域面积广大的江河由陆地携带入海的泥沙量每年超过20亿吨。中国大陆架的生储油条件是有利的。经物探工作查明，中国近海具有含油气远景的沉积盆地有7个，面积共达70万平方公里(表2)。

中国于1960年开始在海南岛西南的莺歌海进行海上地球物理测量和钻井。1967年以来，先后在渤海(1967)、北部湾(1977)、莺歌海(1979)和珠江口(1979)获得工业油流。中国近海大陆架海底石油资源的勘探和开发工作已逐步开展。