每个油田都有一张开发井位图，图上可以清楚地表示出油井、注水井的分布情况，注水井和周围对应油井的方向、距离也都一目了然。然而到了深埋在地下几百米到几千米的油层部位，注水井与油井之间的油层分布情况就不像井位图上那样简单了。也许两者之间是不连通的，也许在注水井周围各方向上的油层渗透能力差异很大，也许有未被认识的断层把油井和注水井完全隔开。这样，注入水很容易沿着高渗透方向或沿着断层方向跑到油藏工程师不希望它去的地方，从而难以很好地发挥其驱油作用。所以，搞清楚注入水在地层中的走向，对于提高注水效率至关重要。
油层在几百米甚至几千米的地下，如何才能测出注入水在地层中的走向呢？
石油工程师发明了示踪剂法，这就像侦察员追踪嫌疑人的脚印一样，给注入的水加个特殊“记号”。带“记号”的水注入地层后会向四周推进，记录这些带“记号”的水是从哪个方向上的油井被检测出来的，以及经过多长时间才检测出来的，就可以判断注入水在油层里的走向和流动速度。根据注入水的流向和流动速度，再结合其他资料，油田现场技术人员就能知道应该采取什么措施来改变或控制水流方向。
用来给注入水做“记号”的物质叫示踪剂。示踪剂应具有以下特点：不与油层里的各类物质发生反应或被油层吸附，稳定性好、无毒、使用安全、来源广、成本低，且对生产测井等作业无影响，特别是应能很容易地被检测出来。
经过大量的试验和筛选，按其化学性质划分，有两类物质可用作示踪剂。一类是放射性示踪剂，如氚水、氚化氢、氚化丁醇等；另一类是化学示踪剂，如硫氰酸铵、硝酸铵、溴化钠、碘化钠等。按其溶解性质分为分配型示踪剂和非分配型示踪剂，分配型示踪剂既溶于水也溶于油，非分配型示踪剂只溶于水。示踪剂溶解一定时间后从注水井注入地层。注入后就在周围油井上每天连续采样进行分析检测，直到在油井上连续检测到几个含量高峰值以后，才算检测结束。最先检测到示踪剂的方向，可以被认为是注入水的主要流向，油田上称为主流线方向。
采用示踪剂法检测注入水流向和注入量，检测周期长，工作周期长达几十天甚至几个月，成本也高。于是，科研人员又研究了一种新方法，利用大地电位法检测注水水流方向，这种方法可把检测周期缩短到十天以内，测试准确率很高，国内很多油田都用这种方法进行水流方向的测试。
在注水井正常注水时，用注水井套管给地层接通一个高稳定度的一定强度和一定频率的电流，地面和地下就形成了一个电位场。以注水井井底位置对应地面上的坐标为中心，每隔15度角以相同距离布检测点。一口注水井周围要在24个方向上布72个检测点，看上去是三圈。检测每个点的电位差，就得到一组正常电位场的数值。然后向注水井中注入含有高电解质的溶液，如氯化钠溶液，该溶液和注入的水一样流入地层。这时，供给地层的电流就会大量通过低电阻的电解质溶液流向油层深部，从而使有电解质溶液的方向上和没有电解质溶液的方向上的电流密度有了很大差异，也就是大地电位场发生了异常变化。这时，再通过仪器检测出一组异常电位场的数据，与正常电位场进行比较，由此可以很清楚地看到不同方向上的异常变化，就可以判断出哪个方向是注入水的主要走向。