故事一：石油是在位于地心和地表间洞窟内的大油池里找到的。

故事二：当石油从钻头顶部喷射而出时，就等于打开了这些油池的龙头。

好莱坞电影和报上文章的惯用词汇已将这些故事灌输到人们的集体意识中。 但事实却远非如此. . .

这张照片是佐斯特 (Trost) 在 1902 年所拍摄的德克萨斯 Spindletop 喷油井，由德克萨斯 Beaumont 的德克萨斯能源博物馆提供。

在地球内部并没有空洞，石油也并非存在于油池内。石油和天然气（或碳氢化合物）存在于被称为储集层（聚合在一起的沙粒，或远古礁石的残余体）的沉积岩中。这些岩石呈多孔状，具有渗水性，孔隙空间所占比例高达 30%。这些孔隙通常很小：人头发的直径为 50 微米，而这些孔隙为 0.1 - 100 微米，其中可含有水、石油、天然气或这几种液体的混合物。植物或动物体变成石油和天然气需要一定的温度和压力条件，而埋藏在地下是提供这一条件的关键因素，通常，沉积层位于地下 1/2 到 6 英里处（大约 1 至 10 公里）。如埋藏地过深，多孔岩层的经济价值将大打折扣，其开采费用会超出石油本身的价值。

那么，如何才能发现有开采价值的石油呢？

有时含油层被穿透时，石油的确会喷涌而出，但这种情况十分危险，既浪费，又会造成污染，所以要尽可能采取措施避免这种情形发生。典型的油井直径为 8 英寸（20 厘米），钻井用的钻头用螺丝拧在钢管末端，钻探设备驱动钢管在钻探表面旋进，以钻入岩层。钻井时必须要有钻井液提供液体静压力。钻井液以水或油为基液，其中添加硫酸钡之类的重矿物质，以增加其密度。利用这种方式，可使钻井液在钻探过程中保持正压，防止发生危险的井喷。

钻探完成后，就得到一个直径 8 英寸（20 厘米）、深度 6 英里的孔洞，其中充满钻井液，随之而来的问题还有：是否发现了油层？如果发现，它距地下有多深？储量有多少？油井的产油速度会有多快？

从物理学角度考虑

20 世纪 20 年代，科学家们认识到在井下深处所做的物理测量可为许多与钻井有关的问题提供解答。例如，测量岩层的电导率就是一种有效的方法，因为地层深处的水含盐量很高，所以具有良好的导电性，而石油和天然气则是电的不良导体（良好的绝缘体）。因此低电导率是蕴藏碳氢化合物好兆头（尽管不会完全准确）。还有一些其它测量方法，如使用伽玛射线散射、自然伽玛射线光谱、中子散射和声波传播等。在实际测量中，经常使用六种或更多的测量器具来测定岩石层面下液体的位置、类型和数量。但长期以来，有一个问题始终未能彻底解决：油井的产油速度会有多快？

这一问题的答案取决于岩层对液体的渗透率。如果岩石的结构导致产出率很低，在经济上得不偿失，那么这一油层就不具有开采价值，从这方面讲，渗透率信息是至关重要的。现在又出现另一类型的测量方法，它可识别分子、拍摄人体内部图像，还可测量流体流经多孔岩石的速度。甚至还能用来确保奶油甜点的饼馅具有恰当的纹理 – 现在，这也是不能有丝毫马虎的！这种测量方法被称为“核磁共振 (NMR)”，这一研究领域的先驱们在摆弄他们的旧雷达设备时，绝不会想象到核磁共振会产生何等重要的作用。