（1）地震勘探：是根据地质学和物理学的原理，利用电子学和信息论等领域的新技术，采用人工方法引起地壳振动，如利用炸药爆炸产生人工地震。再用精密仪器记录下爆炸后地面上各点的震动情况,把记录下来的资料经过处理、解释。推断地下地质构造的特点，寻找可能的储油构造。目前，地震勘探是石油勘探中一种最常见和最重要的方法。
（2）重力勘探：各种岩石和矿物的密度是不同的，根据万有引力定律，其引力也不同。椐此研究出重力测量仪器，测量地面上各个部位的重力，排除区域性重力场的影响，就可得出局部的重力差值，发现异常区，称做重力勘探。它就是利用岩石和矿物的密度与重力场值之间，的内在联系来研究地下的地质构造。
（3）磁力勘探：各种岩石和矿物的磁性是不同的，测定地面各部位的磁力强弱来研究地下岩石矿物的分布和地质构造，称做磁力勘探。在油气田区。由于烃类向地面渗漏而形成还原环境，可把岩石或土壤中的氧化铁还原成磁铁矿，用磁力仪可以测出这种异常，并与其它勘探手段配合，发现油气田。
（4）电法勘探：它实质是利用岩石和矿物(包括其中的流体)的电阻率不同，在地面测量地下不同深度地层介质电性差异，以研究各层地质构造的方法，对高电阻率岩层如石灰岩等效果明显。
（5）地球化学勘探：根据大多数油气藏的上方都存在着烃类扩散的“蚀变晕”的特点，用化学的方法寻找这类异常区，就是油气地球化学勘探。
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