L'industrie pétrolière traite de la chaîne industrielle du pétrole et du gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent...), du gisement jusqu'au consommateur.
Pour avoir du pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...), il faut d'abord faire de l'exploration, c’est-à-dire rechercher les endroits où la topographie (La topographie est l'art de la mesure puis de la représentation sur un plan ou une carte des...) du sous sol permet de « piéger » l'or noir.
Sans obéir à des lois physiques bien précises, l'existence de gisements de pétrole dans un endroit est fonction de deux critères élémentaires :
Cependant, certaines époques géologiques ont donné lieu, dans certaines zones, à des productions de matières organiques plus abondantes, et finalement, à des évolutions physico-chimiques plus élaborées que dans d'autres secteurs. La répartition des hydrocarbures dans les bassins sédimentaires est donc très hétérogène.
On appelle « réservoir » un espace étanche en haut, bordé (Le bordé est l'ensemble des bordages, c'est-à-dire l'ensemble des parties qui constituent la...) par de l'argile (L'argile (nom féminin) est une roche sédimentaire, composée pour une large part de...) ou par des roches imperméables, plus ou moins grand dans lequel il y a une roche poreuse, comparable à une éponge (Les éponges constituent l’embranchement (vraisemblablement paraphylétique) des Spongiaires...). Cette roche est imprégnée de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) et/ou de liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) (pétrole) et/ou d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) salée.
Formé en milieu marins dans la plupart des cas, les hydrocarbures sont toujours contenus dans des roches mères imprégnées d'eau; d'où une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) hydrostatique les refoulant vers le haut (les hydrocarbures sont plus légers que l'eau). Si au cours de cette migration vers le haut, ces hydrocarbures rencontrent, sur le chemin, une zone de roches imperméables, leur migration s'en trouvera stoppée. Un gisement de pétrole est donc constitué d'un réservoir à toit (Le toit est la structure couvrant la partie supérieure d'un édifice, permettant...) imperméable.
La qualité du réservoir est caractérisée par sa porosité (plus la roche est poreuse, plus le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) du pétrole contenu est grand) et sa perméabilité (possibilité d'extraire le pétrole).
L'exploration du pétrole consiste à étudier la géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...) pétrolière. Cette exploration commence par l'établissement des cartes à l'aide de photos aériennes. La géologie pétrolière est l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des techniques permettant de prévoir l'emplacement des gisements pétrolifères; elle se devise en deux branches :
Ce maillage sismique consiste à obtenir des informations précises sur la profondeur et la disposition des formations pétrolifères à l'aide de mesures soit par réflexion soit par réfraction (La réfraction, en physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie...) d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) de choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de...) émises.
Sur terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), la génération des ondes se fait soit à l'aide d'explosifs, soit avec des camions (Le camion est un véhicule automobile à roues destiné à transporter des marchandises. Le routier...) vibrateurs. Les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) sont enregistrées à l'aide de sismographes.
En mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), un bateau (Un bateau est une construction humaine capable de flotter sur l'eau et de s'y déplacer,...) remorque (Une remorque est un véhicule (généralement dépourvu de moteur) que l'on attelle...) un dispositif de génération des ondes à air comprimé (L'air comprimé est de l'air ambiant, mis sous pression avec un compresseur, le plus souvent aux...) (canon) ainsi qu'un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) de pression (hydrophones) répartis en lignes (streamers) pouvant atteindre 10km de long.
L'ensemble des techniques ci-dessus aboutit au « prospect » c’est-à-dire au gisement « putatif » qu'il faut finalement vérifier sur le terrain par forage.
géophysique : composition des terrains, utilisation de la sismique et des explosions contrôlées, échantillonnage par carottage