Pour chercher le pétrole brut sous la surface de la terre, les géologues doivent rechercher un bassin de sédimentation dans lequel des schistes riches en matière organique ont été enfouis suffisamment longtemps pour que le pétrole ait pu se former.
Celui-ci doit également avoir la possibilité de migrer à travers des porosités capables de retenir de grandes quantités de liquide.
L'apparition du pétrole brut dans la croûte terrestre est limitée par ces deux conditions, qui doivent être remplies simultanément, en plus des dizaines de millions, à une centaine de millions, d'années nécessaires à sa formation.
Toutefois, les géologues et les géophysiciens ont plusieurs outils à leur disposition pour identifier les zones potentielles de forage.
Ainsi, la cartographie de surface des affleurements de lits sédimentaires rend possible l'interprétation des caractéristiques de sous-surface.
Cette première approche est complétée par des informations obtenues par le forage de la croûte et par le prélèvement d'échantillons ou de carottes des couches de rochers rencontrées.
De plus, des techniques sismiques de plus en plus sophistiquées (comme la réflexion et la réfraction des ondes sonores propagées à travers la terre) révèlent des détails de la structure et de l'interrelation de différentes couches de sous-surface.
En dernier recours, la seule manière de prouver que du pétrole se trouve sous la surface n'en reste pas moins le forage d'un puits.
En fait, la plupart des régions pétrolifères dans le monde ont, au préalable, été identifiées par la présence d'affleurements de surface, et la majorité des réserves effectives ont été découvertes lors de forages sauvages, probablement fondés aussi bien sur une certaine intuition que sur une approche plus scientifique.
