Η γεώτρηση πετρελαιοπηγών απαιτεί πολλή δουλειά από ένα ευρύ φάσμα επαγγελματιών. Για να πραγματοποιηθεί με επιτυχία η γεώτρηση πετρελαίου, πρέπει να ολοκληρωθούν πολλά διαφορετικά στάδια της διαδικασίας. Αυτά περιλαμβάνουν: την αρχική αναζήτηση και ανακάλυψη πετρελαίου. την ικανοποίηση νομικών και — όλο και περισσότερο — κοινωνικών και περιβαλλοντικών ευθυνών· η εγκατάσταση εξέδρων? και τέλος η εξαγωγή του λαδιού.
Το πρώτο βήμα στη διαδικασία είναι ο εντοπισμός μιας πηγής λαδιού. Οι γεωλόγοι αναζητούν τοποθεσίες όπου οι συνθήκες βράχου και εδάφους υποδηλώνουν πιθανά κοιτάσματα πετρελαίου. Σήμερα, η δορυφορική απεικόνιση τους βοηθά να μελετούν εδάφη. Άλλες σύγχρονες τεχνολογίες βοηθούν στη μέτρηση ανωμαλιών στο βαρυτικό και μαγνητικό πεδίο της Γης που μπορεί να είναι ενδεικτικά ενός κοιτάσματος πετρελαίου. Διάφορα σεισμολογικά εργαλεία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την αποστολή κρουστικών κυμάτων μέσω των στρωμάτων των βράχων προκειμένου να προσδιοριστεί εάν υπάρχουν δεξαμενές πετρελαίου κάτω από αυτά.
Αφού εντοπιστεί μια τοποθεσία, πρέπει να αντιμετωπιστούν νομικά ζητήματα. Οι εταιρείες πρέπει να εργάζονται εντός των ορίων των νόμων στη δικαιοδοσία στην οποία βρίσκεται ο ιστότοπος. Οι διεθνείς προσπάθειες από πλευράς χωρών, καθώς και υπερεθνικών και πολυεθνικών οργανισμών ενθαρρύνουν τώρα τις εταιρείες να διατηρήσουν ορισμένα πρότυπα ανεξάρτητα από το πού δραστηριοποιούνται. Απαιτείται όλο και περισσότερο από τις εταιρείες να ερευνούν και να ελαχιστοποιούν τυχόν αρνητικές κοινωνικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις της γεώτρησης πετρελαιοειδών.
Οι προετοιμασίες για τη γεώτρηση πετρελαιοπηγών περιλαμβάνουν τον καθαρισμό των δέντρων και την ισοπέδωση της γης. Κατασκευάζεται ένα αποθεματικό λάκκο για τη διατήρηση μερικών από αυτά τα φυσικά συντρίμμια, ενώ τα ανθρωπογενή σκουπίδια πρέπει πάντα να απομακρύνονται από μια φυσική τοποθεσία. Ακόμη και τα φυσικά απόβλητα μερικές φορές μεταφέρονται με φορτηγά σε άλλη τοποθεσία, εάν η συλλογή τους στην τοποθεσία θα μπορούσε να προκαλέσει περιβαλλοντική ζημιά στην περιοχή. Οι δρόμοι πρόσβασης είναι συνήθως απαραίτητοι για τη μεταφορά από και προς την τοποθεσία, αλλά σε περιπτώσεις όπου η τοποθεσία είναι πολύ απομακρυσμένη ή έχει απαγορευθεί η κατασκευή δρόμων, μπορεί να χρειαστεί να δημιουργηθεί εναλλακτική πρόσβαση μέσω εναέριας ή πλωτής οδού.
Μόλις γίνουν αυτές οι προετοιμασίες, το πλήρωμα σκάβει ένα λάκκο γύρω από την προγραμματισμένη θέση γεώτρησης. Αυτός ο χώρος εργασίας είναι γνωστός ως “κελάρι”. Στη συνέχεια κατασκευάζεται η κύρια οπή διάτρησης και άλλες τρύπες σκάβονται γύρω της για αποθήκευση. Τέλος, η εξέδρα στήνεται και μπορεί να ξεκινήσει η βαθιά γεώτρηση. Ένας σωλήνας περιβλήματος εισάγεται στο σημείο που έχει σκάψει το γεωτρύπανο, ακολουθούμενο από τσιμέντο για τη δημιουργία σταθερών τοιχωμάτων. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας διάτρησης, η εξέδρα αφαιρείται και εγκαθίσταται ένα σύστημα άντλησης. Στη συνέχεια, το λάδι μπορεί να εξαχθεί.