يستخرج النفط عادة من طبقات جيولوجية عميقة تحت سطح الأرض، حيث يتكون نتيجة لتحلل المواد العضوية القديمة مثل الأعشاب البحرية والنباتات والأصداف البحرية التي دفنت منذ ملايين السنين. عملية التشكل هذه تستغرق وقتاً طويلاً وتحدث عبر عدة مراحل. أولاً، تنمو هذه المواد وتتراكم في البيئات الرطبة والدافئة بالقرب من الشاطئ قبل أن تغمرها المياه. مع مرور الوقت، تخضع لهذه الترسبات والتكتلات لتتحول تدريجياً إلى مواد عضوية أكثر ثراءً تسمى "الكيروجن".
بعد فترة طويلة من الدفن والإجهاد الواقع على تلك الطبقات، يحدث التحويل النهائي للمواد العضوية إلى هيدروكربونات سائلة تشكل ما يعرف الآن بالنفط الخام. هذا الانتقال المعقد مدته قد تمتد لملايين السنوات ويتطلب ظروفًا خاصة تتضمن ضغطًا عاليًا وحرارة عالية ونقص أكسجين.
أما عن طريقة استخراج النفط نفسه فهو عملية متعددة الخطوات تبدأ بالحفر. هناك ثلاث مراحل أساسية:
- مرحلة الإنتاج: هنا، تعمل القوة الطبيعية للتوسّع سواء كان بخار الماء أو الغاز المحاصرين داخل الصخور على دفع النفط نحو سطح الأرض عبر آبار التنقيب مما يسمح بسحب كميات كبيرة منه مباشرة. أغلبية الاحتياطيات النفطية العالمية تنتج ضمن مرحلة الاستخراج الأولي هذه.
- مرحلة إعادة حقن المكثفات: بمجرد بدء تناقص إنتاج الابة بشكل طبيعي، يمكن استخدام تقنيات هندسية مثل الحقن المضخة أو التعزيز الحراري لتحفيز المزيد من الإنتاج. في بعض الحالات، يقوم المهندسون بإعادة حقن مواد معينة مثل بخار الماء أو غاز ثاني أكسيد الكربون لدفع قطع النفط غير المستخرجة سابقًا للأعلى.
- مرحلة التأثير الثاني: تعتبر خطوة متقدمة للغاية حيث تسعى للاستفادة القصوى من جميع موارد النفط المتاحة حتى آخر قطرة ممكنة. وقد يتطلب الأمر إجراء عمليات تكثيف حرارية أو تمدّد للمساحات الموجودة لنقل السوائل بقوه أقوى مما كانت عليه سابقا.
بالإضافة لذلك، يوجد نوع خاص من استخراج النفط وهو يأتي من الصخور الزيتية. بينما يشمل الطريقة الاعتيادية البحث عن تجمعات كبيرة من النفط والسوائل الأخرى خلف حاجز صعب الاختراق ،يشكل الصخر الزيتي مصدر مختلف تمامًا لأن تحويله يتطلب عملية فصل مكلفة نسبياً . تتمثل العملية أساسًا في استخلاص النفط من داخل الصخور نفسها باستخدام طرق مختلفة بما فيها الانحلال الحراري حيث تعرض الصخور لدرجات حرارة شديدة بدون اكسجين لتحفيز تغيرات كيميائية تؤدي لإزالة الركائز المعدنية حول ذراته الهيدروكربونية وفصلها عنها .هذه العملية الأخيرة معروفة باسم التقطير السطحي والتي توفر منتجات قيمة تشابه زيت الوقود الثقيل وزيت التشحيم وغيرها الكثير. وبالتالي، يعد فهم علم الجيولوجيا الأساسي ضرورة لفهم كل جانب من جوانب صناعة النفط والثروة الهائلة التي تقدمه لنا اليوم وغداً أيضاً.
