石油是地球发展的产物，它和天然气都是流体，不同于煤和其他金属矿床。油气可以在地下岩层中流动，所以石油生成的地方，不一定就是它储藏的地方。油气田是油气在地质发展过程中生成、运移、聚集的结果。所以，找油就是应用各种必要的和可能的侦察手段，认识地质构造及其发展特点，达到找到油气田的目的。
首先，是要揭开盆地的秘密，选准找油的主攻方向。前面已经讲到了认识盆地的主要方法和原理，那么，在辽阔的草原、人迹罕至的大漠戈壁滩，甚至在茫茫的大海上，是怎样把石油找出来的呢？
是不是有什么神秘的“武器”，像传说中的“穿山镜”一类，只要拿来一照，就能“一眼看穿”地层，找到地下的石油呢？不是的。自从两千多年前古代劳动人民认识了石油的可燃性以来，特别是近100多年的现代石油工业史开始以后，人们反复探索，已掌握了许多种认识地下情况、寻找石油的方法，大体可以分为间接找油与直接找油两大类。
在间接找油方法中，应用得最广、发展得最快、现代科学技术含量最多的当数地震勘探，它素有“石油勘探尖兵”之称。在认识了一个盆地的基本地质结构之后，要选准有利的含油地区作为主攻对象，就要靠地震勘探较可靠地查明地下构造情况，确定钻探位置，以使用较少的探井拿下更多的含油面积，提高探井成功率。
我国的大庆油田、胜利油田、大港油田、塔里木盆地中的轮南油田、克拉2大气田等都是较成功地用地震勘探方法找出来的。不仅如此，地震勘探还为这些大油气田的开发提供了可靠的依据。
地震勘探方法就是通过人工的方法引起地壳震动，并利用这种人工震动产生的地震波在地层内传播的特点来研究地层的起伏，从而寻找聚集石油、天然气的有利储集构造。
地震勘探就好像是医生用来给人诊断病情的X光透射机来给地壳进行“透视”，从而了解地下的情况。地震勘探中的“X射线”就是地震波，它的工作原理我们在前面已经讲过了。
这种间接找油法虽然是目前勘探的主要手段，而且勘探的精度不断地提高，但它存在一个致命的弱点：只能证明地下是否存在能够储存油气的地质构造而无法证实里面是否含有油气。为了解决这一难题，人们又发展出了许多直接找油的方法，其中用得最多、最有效果的是地表化学勘探法（图29）。
图29 地表化探
油气埋藏于地下深处，与地表之间存在不同的压力差，因此，油藏中的油气常常沿着地下岩层中的断裂和裂缝向地表扩散、渗透到地表。国内外研究结果表明，除了肉眼可见的地表油气苗之外，85%以上的油气藏上方都存在着地下烃类扩散的“蚀变晕”（化学物质异常区）。用化学和物理方法来检测这类“蚀变晕”，就可进一步查明地下可能存在的油藏，这就是“直接找油法”的基础。
从20世纪50年代开始，原苏联、美国、德国等国家就开始进行地表化探、细菌法和放射性法直接找油。我国从80年代中期开展这项工作（图30）。
图30 野外地表化探取样
地表化探的主要分析对象是土壤。为了避免表层土壤中生物的干扰，土壤采样的深度已从当初的0.5～1米发展到20世纪70年代的1～2米，80年代的5米，到近期的50～450米（俄罗斯）和10～450米（美国）。这样采样分析的结果准确度高，可以有效地判断地下深处是否有油气扩散。
由于石油的成分十分复杂，所以它们运移到地表形成的烃类（碳氢化合物——油气的主要成分）的成分也很复杂。常用的地表化探方法就是测量土壤中烃类气体、硫酸盐、汞、碘等，分析地下水中的苯、酚、沥青质、有机质的含量等。这种方法在俄罗斯的西西伯利亚、滨里海和伏尔加地区都见到了突出效果。美国十几个地区用这种直接找油法确定钻井的见油井达到了59%。我国的油气勘探部门在内蒙古二连盆地的额吉诺尔和白音木都、山东东营凹陷和句容凹陷、陕甘宁地区的鄂尔多斯盆地等，用直接找油方法都取得了很好的效果。
由于地下油气渗漏到地表的“蚀变晕”面积大多扩散得比较大，我国的石油地质工作者用飞机装载上仪器及利用卫星相片进行直接找油勘探，主要研究了渗透在地表的烃类物质的各种光谱特征。目前已经证实，在新疆北部和南部地区出现的斑点状为已知的含油区；环状、半环状为背斜或鼻状构造形成的烃类微渗透异常；带状为受大断层控制的微渗透通道；块状推测为岩性圈闭类型的地面反映。
石油中大多含有少量的放射性物质，也有专门以石油中的烃类物质为食的细菌，因此，这两项内容也成为地表化探直接找油的研究重点。
与地震勘探等间接找油方法相比，地表化探这类直接找油方法更为直观、定性更准确，在国内外的大范围荒漠地区和海洋石油勘探中发挥着越来越重要的作用，并取得了很大的成功。
但是，直接找油方法也存在着两个致命的缺陷：首先，分散在地表土壤层中的烃类物质的确是油藏中石油向上扩散的产物，但是它们只能证明地下曾经存在过油藏，却无法证明地下的油藏现在是否还存在，是否已被破坏了。此外，从油藏向上的扩散不一定是垂直方向的，大多是沿着地层中的断裂发生的，所以，地表的“蚀变晕”很可能不在油藏的正上方，有的甚至可能偏出上百米甚至几千米去。因此，世界各国的石油勘探一方面将直接与间接找油的方法结合起来，一方面还在深入地探讨油藏渗漏的机理和产物，以及正确地判识这类产物的技术方法、标准，去伪存真，力求以较少的资金找到更多的油气资源。