แหล่งกักเก็บปิโตรเลียมหรือแหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซคือการสะสมของไฮโดรคาร์บอน ใต้ผิวดิน ที่อยู่ใน ชั้นหินที่มี รูพรุนหรือรอยแตก แหล่งกักเก็บดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อเคโรเจน (สารอินทรีย์จากพืชโบราณ) ถูกสร้างขึ้นในหินโดยรอบเนื่องจากความร้อนและความดันสูงใน เปลือกโลก

แหล่งกักเก็บปิโตรเลียมแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ คือ แหล่งกักเก็บ แบบดั้งเดิมและ แหล่งกักเก็บแบบ ไม่ดั้งเดิมในแหล่งกักเก็บแบบดั้งเดิมนั้น ไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น น้ำมันดิบ ( ปิโตรเลียม ) หรือก๊าซธรรมชาติจะถูกกักเก็บไว้โดยชั้นหินด้านบนที่มีความซึมผ่านได้ ต่ำ ในขณะที่แหล่งกักเก็บแบบไม่ดั้งเดิมนั้น หินจะมีรูพรุนสูงและความซึมผ่านได้ต่ำ ซึ่งทำให้ไฮโดรคาร์บอนถูกกักเก็บไว้ จึงไม่จำเป็นต้องมีชั้นหินปิดกั้นแหล่งกักเก็บเหล่านี้ถูกค้นพบโดยใช้วิธี การสำรวจไฮโดรคาร์บอน

แหล่งน้ำมันคือพื้นที่ที่มีปิโตรเลียม เหลวสะสม อยู่ใต้ดินในแหล่งกักเก็บหลายแห่ง (ซึ่งอาจเชื่อมโยงกัน) โดยถูกกักไว้เนื่องจากน้ำมันไหลขึ้นไปยังชั้นหินที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ ในทางอุตสาหกรรม แหล่งน้ำมันหมายถึงมีผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่คุ้มค่าแก่การพิจารณาในเชิงพาณิชย์^{[ 1 ] [ 2 ]}แหล่งน้ำมันอาจขยายออกไปได้ไกลถึงหลายร้อยกิโลเมตรบนพื้นผิว ซึ่งหมายความว่าความพยายามในการสกัดอาจมีขนาดใหญ่และกระจายไปทั่วพื้นที่ นอกจากอุปกรณ์สกัดแล้ว อาจมีบ่อสำรวจเพื่อตรวจสอบขอบเขตเพื่อค้นหาพื้นที่แหล่งกักเก็บเพิ่มเติมท่อ ส่ง น้ำมันเพื่อขนส่งน้ำมันไปยังที่อื่น และสิ่งอำนวยความสะดวกสนับสนุน

แหล่งน้ำมันสามารถพบได้ทุกที่ที่ธรณีวิทยาของหินใต้ดินเอื้ออำนวย ซึ่งหมายความว่าแหล่งน้ำมันบางแห่งอาจอยู่ห่างไกลจากอารยธรรม รวมถึงในทะเล การสร้างการดำเนินงานในแหล่งน้ำมันอาจเป็นเรื่องที่ซับซ้อนในเชิงโลจิสติกส์ เนื่องจากเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ใช้ในการสกัดและการขนส่ง รวมถึงโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ถนนและที่พักสำหรับคนงาน โครงสร้างพื้นฐานเหล่านี้ต้องได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงอายุการใช้งานของแหล่งน้ำมัน เนื่องจากผลผลิตอาจดำเนินไปได้หลายปี บริษัทหลายแห่ง เช่นHill International , Bechtel , Esso , Weatherford International , Schlumberger , Baker HughesและHalliburton มีองค์กรที่เชี่ยวชาญด้านการก่อสร้าง โครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่เพื่อสนับสนุนการสำรวจและผลิตน้ำมัน

คำว่า "แหล่งน้ำมัน" สามารถใช้เป็นคำย่อเพื่ออ้างถึงอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ทั้งหมด ได้ อย่างไรก็ตาม การแบ่งอุตสาหกรรมน้ำมันออกเป็นสามภาคส่วนจะมีความแม่นยำกว่า ได้แก่ต้นน้ำ ( การผลิตน้ำมันดิบจากบ่อและการแยกน้ำออกจากน้ำมัน ) กลางน้ำ ( การขนส่งน้ำมันดิบทางท่อและทางเรือบรรทุก ) และ ปลายน้ำ ( การกลั่นน้ำมันดิบเป็นผลิตภัณฑ์ การตลาดผลิตภัณฑ์กลั่น และการขนส่งไปยังสถานีบริการน้ำมัน)

มีแหล่งน้ำมันมากกว่า 65,000 แห่งกระจายอยู่ทั่วโลก ทั้งบนบกและในทะเล^{[ 3 ]} แหล่ง น้ำมันที่ใหญ่ที่สุดคือแหล่งน้ำมัน Ghawarในซาอุดีอาระเบียและแหล่งน้ำมัน Burganในคูเวต ซึ่งคาดว่า มีปริมาณน้ำมันมากกว่า 66 ถึง 104 พันล้านบาร์เรล( 9.5 พันล้านลูกบาศก์เมตร⁾ในแต่ละแห่ง^{[ 4 ] [ 5 ]}ในยุคปัจจุบัน ที่ตั้งของแหล่งน้ำมันที่มีปริมาณสำรองน้ำมัน ที่พิสูจน์แล้ว ถือเป็นปัจจัยสำคัญในความขัดแย้งทางภูมิรัฐศาสตร์หลายประการ^{[ 6 ]}

ก๊าซธรรมชาติเกิดขึ้นจากกระบวนการแตกตัวทางความร้อน ทางธรณีวิทยาแบบเดียวกันกับที่เปลี่ยน เคโรเจน ให้กลาย เป็นปิโตรเลียม ดังนั้น น้ำมันและก๊าซธรรมชาติจึงมักพบอยู่ด้วยกัน โดยทั่วไปแล้ว แหล่งสะสมน้ำมันเรียกว่าแหล่งน้ำมัน และแหล่งสะสมก๊าซธรรมชาติเรียกว่าแหล่งก๊าซธรรมชาติ

โดยทั่วไป ตะกอนอินทรีย์ที่ฝังอยู่ใต้ดินลึก 1,000 ถึง 6,000 เมตร (ที่อุณหภูมิ 60 ถึง 150 องศาเซลเซียส) จะก่อให้เกิดน้ำมัน ในขณะที่ตะกอนที่ฝังอยู่ลึกกว่าและมีอุณหภูมิสูงกว่าจะก่อให้เกิดก๊าซธรรมชาติ ยิ่งแหล่งกำเนิดอยู่ลึกเท่าไร ก๊าซก็จะยิ่ง "แห้ง" มากขึ้นเท่านั้น (กล่าวคือ สัดส่วนของคอนเดนเซตในก๊าซจะน้อยลง) เนื่องจากทั้งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติมีน้ำหนักเบากว่าน้ำ จึงมีแนวโน้มที่จะลอยขึ้นจากแหล่งกำเนิดจนกระทั่งซึมขึ้นสู่ผิวดินหรือถูกกักไว้โดยชั้นหินที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ จากนั้นจึงสามารถสกัดออกมาจากชั้นหินนั้นได้โดยการเจาะ

แหล่งก๊าซธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดคือ แหล่งก๊าซเซา ท์พาร์ส/อาซาลูเยห์ซึ่งแบ่งปันกันระหว่างอิหร่านและกาตาร์แหล่งก๊าซธรรมชาติที่ใหญ่เป็นอันดับสองคือแหล่งก๊าซอูเรนกอยและแหล่งก๊าซที่ใหญ่เป็นอันดับสามคือแหล่งก๊าซยัมเบิร์กซึ่ง ทั้งสองแห่งอยู่ในรัสเซีย

เช่นเดียวกับน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติมักพบอยู่ใต้น้ำในแหล่งก๊าซนอกชายฝั่ง เช่นทะเลเหนือแหล่งก๊าซคอร์ริบนอกชายฝั่งไอร์แลนด์และบริเวณใกล้เกาะเซเบิล เทคโนโลยีในการสกัดและขนส่งก๊าซธรรมชาติในทะเลแตกต่างจากแหล่งก๊าซบนบก โดยต้องใช้แท่น ขุดเจาะขนาดใหญ่เพียงไม่กี่แท่นเนื่องจากต้นทุนและความยากลำบากด้านโลจิสติกส์ในการทำงานเหนือน้ำ

ราคาก๊าซที่สูงขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 กระตุ้นให้ผู้ขุดเจาะกลับมาสำรวจแหล่งก๊าซที่ก่อนหน้านี้ไม่ถือว่าคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ตัวอย่างเช่น ในปี 2551 McMoran Explorationได้ขุดเจาะลึกกว่า 32,000 ฟุต (9754 เมตร) (บ่อทดสอบที่ลึกที่สุดในประวัติศาสตร์การผลิตก๊าซ) ที่แหล่งก๊าซ Blackbeard ในอ่าวเม็กซิโก^{[ 7 ]} แท่นขุดเจาะของ ExxonMobilที่นั่นเคยขุดเจาะลึกถึง 30,000 ฟุตในปี 2549 โดยไม่พบก๊าซ ก่อนที่จะละทิ้งแหล่งก๊าซดังกล่าว

น้ำมันดิบพบได้ในแหล่งกักเก็บน้ำมันทั้งหมดที่ก่อตัวขึ้นในเปลือกโลกจากซากของสิ่งมีชีวิตที่เคยมีอยู่ หลักฐานบ่งชี้ว่าความร้อนและความดันนับล้านปีได้เปลี่ยนซากของพืชและสัตว์ขนาดเล็กให้กลายเป็นน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ

รอย นูร์มี ที่ปรึกษาด้านการล่ามของ บริษัท Schlumberger ซึ่งเป็นบริษัทให้บริการด้านแหล่งน้ำมัน ได้อธิบายกระบวนการดังกล่าวไว้ดังนี้:

แพลงก์ตอนและสาหร่าย โปรตีนและสิ่งมีชีวิตที่ลอยอยู่ในทะเล เมื่อตายลงก็จะตกลงสู่ก้นทะเล และสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะเป็นแหล่งที่มาของน้ำมันและก๊าซของเรา เมื่อพวกมันถูกฝังอยู่ใต้ตะกอนที่สะสมตัวและมีอุณหภูมิที่เหมาะสม คือสูงกว่า 50 ถึง 70 องศาเซลเซียส พวกมันก็จะเริ่มสุก การเปลี่ยนแปลงนี้จะเปลี่ยนพวกมันให้กลายเป็นไฮโดรคาร์บอนเหลวที่เคลื่อนที่และอพยพ ซึ่งจะกลายเป็นแหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซของเรา^{[ 8 ]}

นอกจากระบบนิเวศทางน้ำซึ่งโดยปกติจะเป็นทะเล แต่ก็อาจเป็นแม่น้ำ ทะเลสาบ แนวปะการัง หรือแผ่นสาหร่ายการก่อตัวของแหล่งกักเก็บน้ำมันหรือก๊าซยังต้องอาศัยแอ่งตะกอนที่ผ่านขั้นตอนสี่ขั้นตอนด้วย: ^{[ 9 ]}

• ฝังลึกอยู่ใต้ทรายและโคลน
• การปรุงอาหารด้วยหม้อความดัน
• การเคลื่อนตัวของไฮโดรคาร์บอนจากแหล่งกำเนิดไปยังหินกักเก็บ
• การกักขังโดยหินที่ไม่สามารถซึมผ่านได้

จังหวะเวลาก็เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเช่นกัน มีข้อเสนอแนะว่า หุบเขา แม่น้ำโอไฮโออาจมีน้ำมันมากเท่ากับตะวันออกกลางในคราวเดียว แต่น้ำมันเหล่านั้นรั่วไหลออกไปเนื่องจากขาดแหล่งกักเก็บ^{[ 9 ]} ในทางกลับกัน ทะเลเหนือต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลเป็นเวลาหลายล้านปี ซึ่งส่งผลให้เกิดแหล่งน้ำมันมากกว่า 150 แห่ง^{[ 10 ]}

แม้ว่ากระบวนการโดยทั่วไปจะเหมือนกัน แต่ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ นำไปสู่การสร้างแหล่งกักเก็บน้ำมันที่หลากหลาย แหล่งกักเก็บน้ำมันมีอยู่ตั้งแต่บนผิวดินไปจนถึง 30,000 ฟุต (9,000 เมตร) ใต้พื้นผิว และมีรูปร่าง ขนาด และอายุที่แตกต่างกัน^{[ 11 ]}ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แหล่งกักเก็บน้ำมัน จากหินอัคนีได้กลายเป็นแหล่งสำรวจน้ำมันใหม่ที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ชั้น หินแทรไคต์และ หิน บะซอลต์แหล่งกักเก็บน้ำมันทั้งสองประเภทนี้แตกต่างกันในด้านปริมาณน้ำมันและคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น การเชื่อมต่อของรอย แตกการเชื่อมต่อของรูพรุน และความพรุนของ หิน ^{[ 12 ]}

กับ ดักเกิดขึ้นเมื่อ แรงลอยตัว ที่ผลักดัน ให้ ไฮโดรคาร์บอนเคลื่อนตัวขึ้นผ่าน หิน ที่มีรูพรุนไม่สามารถเอาชนะแรงดึงดูดของตัวกลางที่ปิดกั้นได้ จังหวะเวลาของการก่อตัวของกับดักเมื่อเทียบกับเวลาของการเกิดและการเคลื่อนตัวของปิโตรเลียมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันว่าอ่างเก็บน้ำสามารถก่อตัวขึ้นได้^{[ 13 ]}

นักธรณีวิทยาปิโตรเลียมจำแนกกับดักออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ โดยพิจารณาจากลักษณะทางธรณีวิทยา ได้แก่ กับดักโครงสร้าง กับดักชั้นหิน และกับดักอุทกพลศาสตร์ซึ่งพบได้น้อยกว่ามาก[ 14 ^{]กลไกการ}ดักจับของแหล่งกักเก็บปิโตรเลียมหลายแห่งมีลักษณะจากหลายประเภท และอาจเรียกว่ากับดักแบบผสม กับดักถูกอธิบายว่าเป็นกับดักโครงสร้าง (ในชั้นหินที่ผิดรูป เช่น รอยพับและรอยเลื่อน) หรือกับดักชั้นหิน (ในพื้นที่ที่ชนิดของหินเปลี่ยนแปลง เช่น รอยไม่ต่อเนื่อง รอยแตก และแนวปะการัง)

กับดักเชิงโครงสร้างเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของใต้พื้นดินจากกระบวนการต่างๆ เช่นการพับและการเกิดรอยเลื่อนซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของโดมแอนติไคลน์และรอยพับ^{[ 15 ]}ตัวอย่างของกับดักประเภทนี้ ได้แก่ กับดักแอนติไคลน์^{[ 16 ]}กับดักรอยเลื่อน และกับ ดัก โดมเกลือกับดักเหล่านี้สามารถระบุขอบเขตได้ง่ายกว่าและมีศักยภาพมากกว่ากับดักเชิงชั้นหิน โดยปริมาณสำรองปิโตรเลียมส่วนใหญ่ของโลกพบอยู่ในกับดักเชิงโครงสร้าง

• กับดักเชิงโครงสร้าง | สีน้ำเงิน: หินต้นกำเนิด , สีเหลือง: หินกักเก็บ, สีเขียว: หินปิดกั้น , สีแดง: ไฮโดรคาร์บอน
• 
  กับดักโครงสร้างภายในโครงสร้างโค้งนูน
• 
  กับดักโครงสร้างตามแนวรอยเลื่อน
• 
  กับดักโครงสร้างทางธรณีวิทยาในบล็อกที่เอียงซึ่งปกคลุมด้วยหินโคลน
• 
  กับดักโครงสร้างรอบโดม เกลือ ระเหย (สีชมพู)

กับดักทางธรณีวิทยาเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงในแนวราบและแนวตั้งของความหนา เนื้อสัมผัส ความพรุน หรือลักษณะทางธรณีวิทยาของหินกักเก็บ ตัวอย่างของกับดักประเภทนี้ ได้แก่ กับดักรอยต่อที่ไม่ต่อเนื่อง กับดักเลนส์ และกับดักแนวปะการัง^{[ 17 ]}

• กับดักทางธรณีวิทยา – สีน้ำเงิน: หินต้นกำเนิด , สีเหลือง: หินกักเก็บ, สีเขียว: หินปิดกั้น , สีแดง: ไฮโดรคาร์บอน
• 
  กับดักทางธรณีวิทยาใต้รอยต่อที่ไม่ต่อเนื่อง
• 
  กับดักทางธรณีวิทยาใน แนวปะการังฟอสซิล(สีเหลือง) ที่ปิดผนึกด้วยหินโคลน (สีเขียว)

กับดักไฮโดรไดนามิกเป็นกับดักประเภทที่พบได้น้อยกว่ามาก^{[ 18 ]}เกิดจากความแตกต่างของแรงดันน้ำที่เกี่ยวข้องกับการไหลของน้ำ ทำให้เกิดการเอียงของจุดสัมผัสระหว่างไฮโดรคาร์บอนกับน้ำ

ชั้นปิดผนึก (เรียกอีกอย่างว่าหินปิดกั้น) เป็นส่วนสำคัญของกับดักที่ป้องกันไม่ให้ไฮโดรคาร์บอนเคลื่อนตัวขึ้นไปด้านบนอีก ชั้นปิดผนึกแบบเส้นเลือดฝอยเกิดขึ้นเมื่อแรงดันเส้นเลือดฝอยที่ข้ามคอรูพรุนมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับแรงดันลอยตัวของไฮโดรคาร์บอนที่เคลื่อนตัว ชั้นปิดผนึกเหล่านี้จะไม่ยอมให้ของเหลวเคลื่อนตัวผ่านจนกว่าความสมบูรณ์ของชั้นปิดผนึกจะถูกทำลาย ทำให้เกิดการรั่วไหล ชั้นปิดผนึกแบบเส้นเลือดฝอยมีสองประเภท^{[ 19 ]}ซึ่งการจำแนกประเภทจะขึ้นอยู่กับกลไกการรั่วไหลที่เกิดขึ้นเป็นหลัก ได้แก่ ชั้นปิดผนึกแบบไฮดรอลิกและชั้นปิดผนึกแบบเมมเบรน

ซีลเมมเบรนจะรั่วเมื่อใดก็ตามที่ความแตกต่างของความดันระหว่างซีลเกินความดันการแทนที่ที่กำหนดไว้ ทำให้ของเหลวสามารถเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างรูพรุนในซีลได้ มันจะรั่วเพียงพอที่จะทำให้ความแตกต่างของความดันต่ำกว่าความดันการแทนที่และจะปิดผนึกอีกครั้ง^{[ 20 ]}

การปิดผนึกด้วยแรงดันไฮดรอลิกเกิดขึ้นในหินที่มีแรงดันการแทนที่สูงกว่าอย่างมาก จนกระทั่งแรงดันที่จำเป็นสำหรับการแตกร้าวเนื่องจากแรงดึงนั้นต่ำกว่าแรงดันที่จำเป็นสำหรับการแทนที่ของของเหลว ตัวอย่างเช่น ในหินระเหยหรือหินดินดานที่แน่นมาก หินจะแตกเมื่อแรงดันในรูพรุนมากกว่าทั้งความเค้นขั้นต่ำและความแข็งแรงดึงของหิน จากนั้นจะปิดผนึกอีกครั้งเมื่อแรงดันลดลงและรอยแตกปิดลง

แหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซที่ไม่ธรรมดา คือแหล่งสะสมที่เฟส น้ำมันและก๊าซ ถูกยึดติดแน่นกับโครงสร้างหินด้วยแรงดึงดูดของเส้นเลือดฝอยที่แข็งแกร่ง ซึ่งต้องใช้วิธีการเฉพาะในการประเมินและการสกัด^{[ 21 ]}แหล่งกักเก็บที่ไม่ธรรมดาเกิดขึ้นในลักษณะที่แตกต่างจากแหล่งกักเก็บแบบดั้งเดิมโดยสิ้นเชิง ความแตกต่างหลักคือไม่มี "กับดัก" แหล่งกักเก็บประเภทนี้สามารถถูกขับเคลื่อนได้ในลักษณะที่ไม่เหมือนใครเช่นกัน เนื่องจากแรงลอยตัวอาจไม่ใช่แรงขับเคลื่อนสำหรับการสะสมของน้ำมันและก๊าซในแหล่งกักเก็บดังกล่าว นี่เปรียบได้กับการกล่าวว่าน้ำมันที่สามารถสกัดได้นั้นเกิดขึ้นภายในหินต้นกำเนิดเอง ตรงข้ามกับการสะสมอยู่ใต้หินปิดกั้น ทรายน้ำมันเป็นตัวอย่างของแหล่งกักเก็บน้ำมันที่ไม่ธรรมดา^{[ 22 ]}

แหล่งกักเก็บน้ำมันที่ไม่ธรรมดาและน้ำมันที่ไม่ธรรมดาที่เกี่ยวข้องนั้นครอบคลุมเทคนิคการสกัดและการกลั่นปิโตรเลียมที่หลากหลาย รวมถึงแหล่งที่มาที่แตกต่างกันมากมาย^{[ 23 ]}เนื่องจากน้ำมันถูกกักเก็บอยู่ภายในหินต้นกำเนิด แหล่งกักเก็บน้ำมันที่ไม่ธรรมดาจึงต้องการให้หน่วยงานที่ทำการสกัดดำเนินการเหมือนกับ การทำ เหมืองมากกว่าการเจาะและสูบเหมือนแหล่งกักเก็บน้ำมันแบบดั้งเดิม ซึ่งมีข้อเสียอยู่บ้าง โดยต้นทุนหลังการผลิตที่สูงขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับการสกัดน้ำมันอย่างสมบูรณ์และสะอาดเป็นปัจจัยที่บริษัทที่สนใจในการสำรวจแหล่งกักเก็บน้ำมันต้องพิจารณา นอกจากนี้ยังมี กากน้ำมันเหลือทิ้งซึ่งเพิ่มต้นทุนในการทำความสะอาด แม้จะมีข้อเสียเหล่านี้ แต่น้ำมันที่ไม่ธรรมดากำลังถูกสำรวจในอัตราที่สูงขึ้นเนื่องจากแหล่งกักเก็บน้ำมันแบบดั้งเดิมมีน้อยทั่วโลก

หลังจากค้นพบแหล่งกักเก็บน้ำมันแล้ว วิศวกรปิโตรเลียมจะพยายามสร้างภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้นเกี่ยวกับแหล่งสะสมนั้น ในตัวอย่างง่ายๆ ในตำราเรียนเกี่ยวกับแหล่งกักเก็บน้ำมันที่เป็นเนื้อเดียวกัน ขั้นตอนแรกคือการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ด้วยคลื่นไหวสะเทือนเพื่อกำหนดขนาดที่เป็นไปได้ของแหล่งกักเก็บนั้น บ่อสำรวจสามารถใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของรอยต่อระหว่างน้ำมันกับน้ำ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถกำหนดความสูงของชั้นทรายที่มีน้ำมันได้ บ่อยครั้งที่การใช้ข้อมูลทางธรณีฟิสิกส์ร่วมกับข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนจะทำให้สามารถประมาณปริมาตรของแหล่งกักเก็บน้ำมันได้

ขั้นตอนต่อไปคือการใช้ข้อมูลจากบ่อสำรวจเพื่อประเมินค่าความพรุนของหิน ค่าความพรุนของแหล่งน้ำมัน หรือเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรทั้งหมดที่ประกอบด้วยของเหลวแทนที่จะเป็นหินแข็ง จะอยู่ที่ 20-35% หรือน้อยกว่านั้น ซึ่งสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับกำลังการผลิตที่แท้จริงได้ การทดสอบในห้องปฏิบัติการสามารถกำหนดลักษณะของของเหลวในแหล่งกักเก็บ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัจจัยการขยายตัวของน้ำมัน หรือปริมาณการขยายตัวของน้ำมันเมื่อถูกนำจากความดันและอุณหภูมิสูงในแหล่งกักเก็บไปยัง "ถังพัก" ที่ผิวดิน

ด้วยข้อมูลดังกล่าว จึงสามารถประมาณได้ว่ามีน้ำมัน "สต็อกแท็งก์" กี่บาร์เรลอยู่ในแหล่งกักเก็บ น้ำมันดังกล่าวเรียกว่าน้ำมันสต็อกแท็งก์ที่อยู่ในแหล่งกักเก็บตั้งแต่แรกเริ่มจากการศึกษาปัจจัยต่างๆ เช่น การซึมผ่านของหิน (ความง่ายในการไหลของของเหลวผ่านหิน) และกลไกการขับเคลื่อนที่เป็นไปได้ ทำให้สามารถประมาณปัจจัยการกู้คืน หรือสัดส่วนของน้ำมันในแหล่งกักเก็บที่คาดว่าจะผลิตได้อย่างสมเหตุสมผล ปัจจัยการกู้คืนโดยทั่วไปอยู่ที่ 30–35% ซึ่งให้ค่าสำหรับทรัพยากรที่สามารถกู้คืนได้^{[ 24 ]}

ความยากลำบากอยู่ที่ว่าแหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซไม่ได้มีลักษณะสม่ำเสมอ มีค่าความพรุนและการซึมผ่านที่แตกต่างกัน และอาจถูกแบ่งเป็นส่วนๆ โดยมีรอยแตกและรอยเลื่อนคั่นอยู่ ทำให้การไหลของของเหลวซับซ้อนขึ้น ด้วยเหตุนี้ การสร้าง แบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของแหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซที่มีศักยภาพทางเศรษฐกิจจึงมักถูกนำมาใช้ นักธรณีวิทยา นักธรณีฟิสิกส์ และวิศวกรแหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซทำงานร่วมกันเพื่อสร้างแบบจำลองที่ช่วยให้สามารถจำลองการไหลของของเหลวในแหล่งกักเก็บ ซึ่งนำไปสู่การประเมินทรัพยากรที่สามารถนำมาใช้ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ปริมาณสำรองเป็นเพียงส่วนหนึ่งของทรัพยากรที่สามารถนำมาใช้ได้ ซึ่งจะได้รับการพัฒนาผ่านโครงการพัฒนาที่ระบุและได้รับการอนุมัติแล้ว เนื่องจากการประเมินปริมาณสำรองมีผลกระทบโดยตรงต่อมูลค่าของบริษัทหรือสินทรัพย์ จึงมักต้องปฏิบัติตามกฎหรือแนวทางที่เข้มงวด

เพื่อให้ได้เนื้อหาของแหล่งกักเก็บน้ำมัน จำเป็นต้องเจาะลงไปในเปลือกโลก แม้ว่าจะมีน้ำมันซึมออกมาบนพื้นผิวในบางส่วนของโลก เช่นบ่อลาเบรียทาร์พิตส์ในแคลิฟอร์เนียและแหล่งน้ำมันซึมจำนวนมากในตรินิแดดปัจจัยที่ส่งผลต่อปริมาณไฮโดรคาร์บอนที่สามารถกู้คืนได้ในแหล่งกักเก็บ ได้แก่ การกระจายตัวของของเหลวในแหล่งกักเก็บ ปริมาณของเหลวเริ่มต้นในแหล่งกักเก็บ ความดันของแหล่งกัก เก็บ คุณสมบัติของของเหลวและ หิน รูปทรงของแหล่งกักเก็บ ประเภทของบ่อ จำนวนบ่อ การวางตำแหน่งบ่อ แนวคิดการพัฒนา และปรัชญาการดำเนินงาน^{[ 24 ] [ 25 ]}

การผลิตสมัยใหม่รวมถึง วิธี การสกัด ด้วย ความร้อนการฉีดก๊าซและสารเคมีเพื่อเพิ่มการกู้คืนน้ำมัน^{[ 26 ]}

การหยุดการผลิตที่กำลังดำเนินอยู่เป็นเรื่องที่ซับซ้อน และอาจทำให้เกิดผลที่ตามมาโดยไม่คาดคิด^{[ 27 ]}

แหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซที่ยังไม่เคยถูกสำรวจอาจมีความดันสูงพอที่จะดันไฮโดรคาร์บอนขึ้นสู่ผิวดินได้ เมื่อมีการผลิตของเหลวออกมา ความดันมักจะลดลง และการผลิตก็จะหยุดชะงัก แหล่งกักเก็บอาจตอบสนองต่อการดึงของเหลวออกมาในลักษณะที่ช่วยรักษาความดันไว้ จึงอาจจำเป็นต้องใช้วิธีการขับเคลื่อนเทียม

กลไกนี้ (หรือที่เรียกว่ากลไกการขับเคลื่อนจากการลดลงของปริมาณน้ำมัน) ขึ้นอยู่กับก๊าซที่ปะปนอยู่กับน้ำมัน แหล่งกักเก็บน้ำมันใหม่อาจอยู่ในสภาพกึ่งของเหลวทั้งหมด แต่คาดว่าจะมีไฮโดรคาร์บอนในรูปก๊าซละลายอยู่เนื่องจากความดัน เมื่อแหล่งกักเก็บน้ำมันลดลง ความดันจะลดลงต่ำกว่าจุดเดือดและก๊าซจะแยกตัวออกจากสารละลายเพื่อก่อตัวเป็นชั้นก๊าซที่ด้านบน ชั้นก๊าซนี้จะกดลงบนของเหลว ช่วยรักษาความดันไว้

ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อก๊าซธรรมชาติอยู่ในชั้นหินแข็งใต้ชั้นน้ำมัน เมื่อทำการขุดเจาะบ่อ ความดันด้านบนที่ลดลงจะทำให้น้ำมันขยายตัว เมื่อความดันลดลงจนถึงจุดเดือด ฟองก๊าซจะดันน้ำมันขึ้นสู่ผิวดิน จากนั้นฟองก๊าซจะถึงจุดอิ่มตัววิกฤตและไหลรวมกันเป็นเฟสของก๊าซเดียว เมื่อเกินจุดนี้และต่ำกว่าความดันนี้ เฟสของก๊าซจะไหลออกมาเร็วกว่าน้ำมันเนื่องจากความหนืดที่ต่ำกว่า ทำให้เกิดก๊าซอิสระมากขึ้น และในที่สุดแหล่งพลังงานก็จะหมดไป ในบางกรณีขึ้นอยู่กับธรณีวิทยา ก๊าซอาจเคลื่อนตัวขึ้นไปด้านบนของน้ำมันและก่อตัวเป็นชั้นก๊าซรองขึ้นมา พลังงานบางส่วนอาจมาจากน้ำ ก๊าซในน้ำ หรือหินอัดแน่น ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีส่วนร่วมเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับการขยายตัวของไฮโดรคาร์บอน

ด้วยการจัดการอัตราการผลิตอย่างเหมาะสม จะสามารถได้รับประโยชน์มากขึ้นจากการขับเคลื่อนด้วยก๊าซละลาย การกู้คืนขั้นที่สองเกี่ยวข้องกับการฉีดก๊าซหรือน้ำเพื่อรักษาระดับความดันในแหล่งกักเก็บ อัตราส่วนก๊าซต่อน้ำมันและอัตราการผลิตน้ำมันจะคงที่จนกว่าความดันในแหล่งกักเก็บจะลดลงต่ำกว่าจุดเดือด ซึ่งเป็นจุดที่ความอิ่มตัวของก๊าซวิกฤตเกิดขึ้นเมื่อก๊าซหมดลง เมื่อก๊าซหมดลง อัตราส่วนก๊าซต่อน้ำมันและอัตราการผลิตน้ำมันจะลดลง ความดันในแหล่งกักเก็บลดลง และพลังงานในแหล่งกักเก็บหมดลง

ในแหล่งกักเก็บที่มีชั้นก๊าซอยู่แล้ว (ความดันเริ่มต้นต่ำกว่าจุดเดือด) ชั้นก๊าซจะขยายตัวเมื่อปริมาณน้ำมันในแหล่งกักเก็บลดลง ดันส่วนที่เป็นของเหลวลง ทำให้เกิดแรงดันเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในแหล่งกักเก็บหากมีก๊าซมากกว่าปริมาณที่ละลายได้ในแหล่งกักเก็บนั้น ก๊าซมักจะเคลื่อนตัวไปยังส่วนบนสุดของโครงสร้าง มันจะถูกอัดแน่นอยู่ด้านบนของแหล่งกักเก็บน้ำมัน เมื่อมีการผลิตน้ำมัน ชั้นก๊าซจะช่วยดันน้ำมันออกมา เมื่อเวลาผ่านไป ชั้นก๊าซจะเคลื่อนตัวลงและแทรกซึมเข้าไปในน้ำมัน และบ่อจะผลิตก๊าซมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งผลิตได้แต่ก๊าซเพียงอย่างเดียว

วิธีที่ดีที่สุดคือการจัดการชั้นก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ กล่าวคือ วางตำแหน่งบ่อน้ำมันให้ชั้นก๊าซไม่เข้าถึงบ่อจนกว่าจะผลิตน้ำมันได้ในปริมาณสูงสุด นอกจากนี้ อัตราการผลิตที่สูงอาจทำให้ก๊าซเคลื่อนตัวลงไปในชั้นน้ำมัน ในกรณีนี้ การลดลงของความดันในแหล่งกักเก็บน้ำมันจะไม่รุนแรงเท่ากับกรณีการขับเคลื่อนด้วยก๊าซโดยใช้สารละลาย ในกรณีนี้ อัตราการผลิตน้ำมันจะไม่ลดลงอย่างรวดเร็ว แต่จะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของบ่อเมื่อเทียบกับชั้นก๊าซด้วย เช่นเดียวกับกลไกการขับเคลื่อนอื่นๆ การฉีดน้ำหรือก๊าซสามารถใช้เพื่อรักษาความดันในแหล่งกักเก็บน้ำมัน เมื่อชั้นก๊าซควบคู่กับการไหลของน้ำ กลไกการกู้คืนน้ำมันจะมีประสิทธิภาพสูง

อาจมีน้ำ (โดยปกติจะเป็นน้ำเค็ม) อยู่ใต้ชั้นไฮโดรคาร์บอน น้ำเช่นเดียวกับของเหลวทุกชนิด สามารถบีอัดได้เล็กน้อย เมื่อไฮโดรคาร์บอนหมดไป ความดันในแหล่งกักเก็บจะลดลง ทำให้น้ำขยายตัวเล็กน้อย แม้ว่าการขยายตัวต่อหน่วยนี้จะน้อยมาก แต่ถ้าแหล่งกักเก็บน้ำมีขนาดใหญ่พอ การขยายตัวนี้จะส่งผลให้ปริมาตรเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งจะดันไฮโดรคาร์บอนขึ้น ทำให้ความดันคงที่

ด้วยแหล่งกักเก็บที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำ การลดลงของความดันในแหล่งกักเก็บจะน้อยมาก ในบางกรณี ความดันในแหล่งกักเก็บอาจคงที่ อัตราส่วนก๊าซ/น้ำมันก็ยังคงมีเสถียรภาพ อัตราการผลิตน้ำมันจะค่อนข้างคงที่จนกว่าน้ำจะถึงบ่อ เมื่อเวลาผ่านไป ปริมาณน้ำจะเพิ่มขึ้น และบ่อจะเต็มไปด้วยน้ำ^{[ 28 ]}

น้ำอาจมีอยู่ในชั้นหินอุ้มน้ำ (แต่ไม่ค่อยพบการเติมเต็มด้วยน้ำผิวดิน ) น้ำนี้จะค่อยๆ เข้ามาแทนที่ปริมาณน้ำมันและก๊าซที่ผลิตได้จากบ่อ โดยมีเงื่อนไขว่าอัตราการผลิตต้องเท่ากับกิจกรรมของชั้นหินอุ้มน้ำ กล่าวคือ ชั้นหินอุ้มน้ำได้รับการเติมเต็มจากน้ำธรรมชาติที่ไหลเข้ามา หากน้ำเริ่มถูกผลิตออกมาพร้อมกับน้ำมัน อัตราการกู้คืนอาจไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจเนื่องจากต้นทุนการสูบและการกำจัดน้ำที่สูงขึ้น

หากแรงดันตามธรรมชาติไม่เพียงพอ ซึ่งมักเป็นเช่นนั้น แรงดันสามารถรักษาไว้ได้โดยการฉีดน้ำเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำหรือฉีดก๊าซเข้าไปในชั้นหินกักเก็บก๊าซ

แรงโน้มถ่วงจะทำให้น้ำมันเคลื่อนที่ลงด้านล่างของก๊าซและเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนของน้ำ หากมีการซึมผ่านในแนวตั้ง อัตราการฟื้นตัวอาจดียิ่งขึ้นไปอีก

ปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นหากสภาวะในแหล่งกักเก็บเอื้อให้ไฮโดรคาร์บอนอยู่ในรูปของก๊าซ การดึงน้ำมันออกมานั้นขึ้นอยู่กับการขยายตัวของก๊าซ การกู้คืนจากแหล่งกักเก็บแบบปิด (เช่น ไม่มีแรงดันน้ำ) นั้นดีมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากลดแรงดันที่ก้นหลุมให้เหลือน้อยที่สุด (โดยปกติจะทำได้โดยใช้คอมเพรสเซอร์ที่ปากหลุม) ของเหลวที่ผลิตได้จะมีสีอ่อนถึงไม่มีสี และมีความหนาแน่นมากกว่า 45 API การหมุนเวียนก๊าซคือกระบวนการที่ก๊าซแห้งถูกฉีดเข้าไปและผลิตออกมาพร้อมกับของเหลวที่ควบแน่น