石油钻探
钻井液通过高压从空心钻柱输送到钻头。钻井泥浆被这种高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。一些钻头使用钻井液来驱动钻头，其优点是仅钻头旋转，而不是整个钻柱旋转。为了操作非常长的钻柱，通常在钻孔上方建造钻机。如果有必要，工程师们今天还可以使用定向钻井技术在弯道周围钻井。这样，可以绕过有人居住的、地质复杂的、受保护的或军事的地面，从侧面开采油田。地壳深处的石油受到上下两层以及可能伴生的天然气的挤压。它比周围的水和岩石轻，所以当钻头接触到油层时，它经常被压力挤出。为了防止这种井喷，现代钻机在钻柱上端有一种特殊的防喷装置。一般来说，新开采油田的油压高到可以自己喷到地面。随着石油的开采，它的油压不断下降，这时就需要使用由钻柱从地面驱动的泵来抽油。通过将水或天然气压入油井，可以增加可开采的石油量。压酸溶解部分岩石(如碳酸盐)可以提高含油岩石的渗透率。随着开采时间的延长，泵送液体中水的成分越来越大。后来水的成分大于油。如今，一些矿井中水的成分占到了90%以上。通过以上手段，因地制宜，今天一个油田可以开采20%到50%的石油。如今，剩余的石油无法从含油岩石中分解出来。可以开采的石油量可以通过以下方法进一步增加。1.通过压开水或高温蒸汽，甚至通过燃烧一些地下石油；
2.压入氮气；
3.压入二氧化碳降低油的粘度；
4.压入轻汽油，降低油的粘度；
5.压入能分解岩石中油的有机物水溶液；
6.压入提高油和水之间表面张力的物质(清洁剂)的水溶液，分解岩石中的油；
7.这些方法可以结合使用。即便如此，仍有相当数量的石油无法开采。
水下油田的开采是最困难的。浮动石油平台被用来开采水下油田。这里最常用的是定向钻井技术，可以扩大平台的开采面积。与一般固体矿床相比，它有三个显著特点:①在整个开采过程中，开采对象是不断流动的，储层情况是不断变化的，因此必须针对这种情况采取一切措施，所以油气田开采的全过程是一个不断认识、不断改进的过程；(2)矿工一般不与矿体直接接触。油气的开采、油气藏情况的了解以及影响油气藏的各种措施，都必须通过专门的测井来进行；③在生产过程中，甚至在大量钻井之后，必须认识油气藏的某些特征。因此，勘探和生产阶段往往交织一段时间(见油气田开发规划和设计)。
为了开发好油气藏，必须充分认识它，钻一定数量的探井，确定油气藏的各种边界(油水边界、油气边界、裂断层、尖灭线等。)与地球物理勘探资料。需要钻一定数量的评价井，了解油气藏的性质(通常取岩心)，包括油气藏厚度变化特征、储层物性特征、储层流体及其性质、储层温度和压力分布等，进行综合研究，对油气藏有更全面的认识。在油气藏研究中，不仅要研究油气藏本身，还要研究相邻含水层及其连通性(见油藏物理学)。
在开采过程中，需要通过生产井、注水井和观察井对油气藏进行开采、观察和控制。油气的流动有三个相互联系的过程:①油气从油层流入井底；(2)从井底到井口；③从井口流入集油站，经分离脱水后流入油气输送终端，外输至矿区(见油藏工程)。在测井工程中应用地球物理方法，将已钻遇的岩层和油气层的原始状况和变化信息，特别是油藏中油、气、水的分布和变化情况，通过电缆传输到地面，综合判断和确定应采取的技术措施(见工程测井、生产测井和饱和度测井)。
钻井工程在油气田开发中起着非常重要的作用。在一个油气田的建设中，钻井工程往往占总投资的50%以上。油气田的开发通常包括钻数百口甚至数千口或更多的井。对于用于开采、观察和控制等不同目的的井(如生产井、注水井、观察井和专门用于检查洗油效果的检查井)有不同的技术要求。要保证所钻的井对油气层污染最小，固井质量高，在几十年的开采中能经受住各种井下作业的影响。提高钻井技术和管理，提高钻井速度是降低钻井成本的关键(见钻井方法、钻井技术和完井)。
采油工程是将油气从井底提升到井口的全过程。油气的上升可以依靠地层能量的自发注入，也可以依靠抽油泵、气举等人工补充能量。各种有效的修井措施可以消除结蜡、出水、出砂等常见故障，保证油井的正常生产。增产措施，如水力压裂或酸化，可以提高因储层渗透率低或钻井技术措施不当污染和损害油气层而降低的产能。对于注水井，是提高注入能力(见采油方法、采气技术、分层开采技术、油气井增产技术)。
油气集输工程是油田中油气集输、分离、处理、计量、储存和输送的完整技术。井内产出的油、气、水等混合流体在矿井中进行分离和初步处理，以获得尽可能多的油气产品。水可以回注或用于防止环境污染。减少无效损失(见油田油气集输)。随着油价飙升，其他采油技术变得越来越重要。这些技术中最重要的是从沥青砂和油页岩中提取石油。虽然地球上有许多已知的矿物，但要廉价地从这些矿物中提取石油，并尽可能不破坏环境，仍然是一个艰巨的挑战。另一种技术是将天然气或煤转化为石油(这里指的是石油中含有的不同碳氢化合物)。
在这些技术中，研究最彻底的是费-托法。这项技术是二战中纳粹德国为弥补德国石油进口被切断而研发的。当时德国是用国产煤来做石油的。二战中德国使用的石油有一半是通过这种工艺生产的。但是这个过程的成本比较高。它在油价低的时候无法和石油竞争，只有在油价高的时候才能有竞争力。
这项技术可以通过多种工艺将高烟煤转化为合成油。在理想条件下，一吨煤可以提炼出200升原油和许多副产品。目前，有两家公司出售他们的费托技术。马来西亚明都鲁的壳牌公司以天然气为原料生产低硫柴油。南非沙索公司以煤为原料生产不同的合成油产品。今天，南非的大部分柴油都是用这种技术生产的。当时，南非开发这项技术是为了克服其因种族隔离制裁而导致的能源短缺。
另一种将煤转化为原油的技术是美国在20世纪60年代和30年代发明的Carrick工艺。最新的类似技术是热解聚合，理论上可以将任何有机废物转化为原油。现代石油史始于1846年，当时居住在大西洋加拿大的亚伯拉罕·吉斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852波兰人伊格纳西·卢卡西·维茨(伊格纳西？Ukasiewicz)发明了用更容易获得的油提取煤油的方法。第二年，第一座现代石油矿井在波兰南部的克罗斯诺附近建成。这些发明很快就传遍了全世界。1861年，世界上第一家炼油厂在巴库成立。当时巴库生产了世界上90%的石油。后来发动斯大林格勒战役，攻占巴库油田。
19世纪石油工业发展缓慢，精炼油主要用作油灯的燃料。20世纪初，随着内燃机发明的突变，石油是迄今为止内燃机最重要的燃料。尤其是在美国，德克萨斯州、俄克拉荷马州和加利福尼亚州的油田发现了导致“淘金热”的普遍情况。
1910年，在加拿大(尤其是阿尔伯塔省)、荷属东印度、波斯、秘鲁、委内瑞拉和墨西哥发现了新的油田。所有这些油田都已工业化。
直到20世纪60年代中期，煤仍然是世界上最重要的燃料，但石油的消耗量迅速增加。1973能源危机和1979能源危机之后，媒体开始关注供油的报道。这也让人们意识到，石油是一种有限的原材料，终将耗尽。但到目前为止，所有预测石油即将耗尽的尝试都没有实现，所以有些人不同意这种讨论。石油的未来仍然不确定。2004年,《今日美国》的一篇新闻报道称，地下将有足够40年使用的石油。有人认为，因为石油总量有限，所以1970年代预言的枯竭在今天并没有发生，只是推迟了而已。有人认为，随着技术的发展，人类总能找到足够廉价的碳氢化合物来源。地球上还有大量的焦油砂、沥青、油页岩等石油储量，足以提供未来的油源。加拿大的沥青砂和美国的油页岩被发现含有相当于所有已知油田的石油。
如今，90%的运输能源依赖于石油。石油运输方便，能量密度高，是最重要的运输驱动能源。此外，它还是许多工业化学产品的原料，因此是目前世界上最重要的商品之一。在许多军事冲突中(包括第二次世界大战和海湾战争)，石油资源的占用是一个重要因素。
随着国际原油的持续低迷，多家监测机构表示，截至5月25日，作为国内成品油调价重要基准的三地原油变化率跌破-4%已成定局，国内成品油6月份的下调也将成为定局。业内人士也表示，当前计价周期内国际原油价格大幅下跌，将导致其他与成品油关联不密切的市场，无法获得成本支撑。6月份，整个油市可能会陷入整体弱势。