人们比较公认的现代石油工业的开端是德雷克于 1859 年在美国宾夕法尼亚州石油溪旁成功钻探的第一口工业油井。出乎意料的大量收获让人们手忙脚乱，德雷克只好用啤酒桶临时储存石油，由此形成了桶装石油的惯例，这也是国外石油交易用桶为计量单位的渊源。当时的石油生产是非常粗糙、无序的，仅仅一年多的时间，蜂拥而至的人群就在周边成功打出了 75 口油井，而没有收获的干井更是不计其数。人们发现，已经出油的井的产量通常逐年下降，直至最终没有经济开采价值。由于当时人们对地下油藏的认识还相当有限，油田的早期开发基本上是靠“天”吃饭，这个“天”就是油藏的天然能量。
许多地下油藏中蕴含着巨大的天然能量，这些能量包括油层岩石和其孔隙介质中流体的弹性能量、流体本身的重力、边水或底水的水动力学压能、油藏顶部气体压能或石油中溶解气的膨胀能等。根据驱油的主要天然能量不同，油藏分为不同的驱动方式：弹性驱、重力驱、水驱、气驱和溶解气驱，一般在综合能量作用下油井大多处于自喷生产状态。该阶段由于充分利用了油藏本身的天然能量，因此开采成本较低。
这种利用地下天然能量开发石油的方式有一个明显的缺点，就是在开采过程中能量会不断衰竭，故称这种采油方式为衰竭式开采。就像一个大气球上有一个针孔撒气一样，刚开始撒气速度快，随着时间的流逝，气球内压力越来越低，撒气的速度就越来越慢，直到气球内压力与大气压力平衡时就不再撒气了。油藏的天然能量都是有限的，具有充足天然能量补给的油藏比较少见。当地下能量消耗殆尽，无论地下的石油资源还剩余多少，都无法像开发之初那样自喷了。对于这种失去驱动能量的资源，当时人们唯一的办法就是用泵抽吸，如果抽吸也无法得到合理的产量，整个油井就会被废弃。
由于 19 世纪工业技术水平较低，油田开发带有“掠夺式”的色彩，天然能量的耗散比较迅速，因而生产效率低下，石油产量递减快，石油采收率很低，一般仅为石油地质储量的 10%～20%。
随着石油开发技术的进步，人们发现这些废弃的油藏中仍蕴含着大量石油资源，可以通过注水开发等手段再度开发。于是就把之前利用天然能量开采的阶段称为一次采油，而注水开发、化学剂驱油等开发方式顺次称为二次采油、三次采油等。
美国宾夕法尼亚州的一些早期油井因套管被腐蚀破坏，地层中的水窜入油井，令人惊奇的是油井的石油产量不仅没有因此下降，反而成倍增长。人们据此提出了向油藏中注水来提高采收率的设想。1907 年，这种注水开发的设想在美国宾夕法尼亚州的两个油田开始实施，使油藏注水开发变为现实。
注水开发的主要作用是用人工手段向油藏中补充能量，以恢复（或保持）油藏压力。具体措施包括向油藏顶部注气、边部注水或油田内部注水等。根据补充能量的方式，可以将一次采油之后的开发方式分为气驱开采、水驱开采等。在注水开发阶段，为了提高水驱效率，要合理划分注采层位、合理布置井网和井位、控制合理的采油速度、不断改善注采能力，并根据生产状况不断调整井网和细划分层。注水开发过程中，油井含水率将会不断上升，应当及时采取控制含水上升的措施。
通过人工补充能量，地下油藏可以产出更多的石油资源。但受地下储层非均质性及资源减少等因素的影响，持续注水一段时间后，注水效能将会慢慢变差。为进一步提高石油采收率，人们又发明了许多种改善水驱效能的方法。这些方法可以在油田综合含水率不断升高的趋势下，有效降低含水、稳定油井产量。具体来说主要包括加密井网、调整开发层系组合、油井堵水、水井调整吸水剖面、周期注水、油层深部调整水流方向、水平井增加井底渗滤面积开采以及各种油井增产和水井增注工艺等措施。例如大庆油田的稳油控水工程，就是改善水驱采油，使大庆油田在年产原油 5000 万吨的水平上连续稳定了 27 年。
人们清理手上油渍的办法是使用洗涤剂。洗涤剂可以破坏油渍在皮肤表面的吸附并帮助油渍溶入水中，随清水流走。面对二次采油之后的剩余油资源也可以采用类似的方法，将各种化学剂如碱水、高分子聚合物溶液和表面活性剂水溶液等注入地下储层，把水驱后剩余油（岩石微观孔隙介质中毛细管力滞留油滴、岩石骨架表面黏附油膜和油斑以及驱替水没有波及的油等）清洗下来并汇集到生产井中再开采到地面。除了化学药剂，人们也发现了其他有利于地下残余油采出的手段，如注入混相或非混相气体如二氧化碳、烃类气体、烟道气、氮气等，注入热水或蒸汽，火烧油层，注入石油微生物等方法，或者这些方法的联合应用。
由于这些方法最初多应用于二次采油之后，人们常把这些方法统称为三次采油技术。三次采油的过程远比一次采油、二次采油过程复杂，要具备化学剂、载热流体、混相气体或生物菌等的注入设备，还要通过大量实验确定各类注入流体与储层岩石及地下石油之间的配伍性能，注入过程本身也要消耗大量的能量和人力。因此，三次采油的资金投入相对较大，成本也相对较高。但三次采油可以大幅度提高采收率，获利能力也很大。一般而言，油藏经过三次采油之后，其采收率可达 50%～90%，远超一次采油和二次采油。
三次采油提高采收率的方法很多，国内外一般认为气体混相驱、热力驱和化学驱是其中的三种主要类型。但实际上对稠油油田来说，主要采用热力驱油的办法。而对常规油田，选用哪一种方法则要根据地质条件和物料来源是否丰富和廉价等具体国情（对一个油田来说，则还要看该油田的具体条件）来确定。我国对所有油田进行了两轮各种三次采油方法的筛选分析和潜力评价，结果表明化学驱包括聚合物驱和碱—表面活性剂—聚合物三元复合驱对我国以陆相储层为主要特征的油田条件最为适合，潜力最大。据此确定了把化学驱作为我国三次采油技术的主攻方向。
虽然三次采油从次序上看应该在一次采油和二次采油完成之后，但实际情况并非如此，许多油田的开发并不一定以一次采油或二次采油作为开端。比如克拉玛依油田的稠油油藏，从一开始就是以蒸汽吞吐和蒸汽驱的方式进行开发的。又如大庆油田，在开发之初就利用注水措施保持地层压力。国外与大庆油田类似的油田，其开采寿命仅有几年到十几年，而大庆油田注水开发历经六十多个春秋之后，仍能保持数千万吨的年产量。可见，缺少一次采油或二次采油并不见得开发效果不好。这样一来，三次采油的概念就变得不那么确切了，所以人们现在提起化学驱、气体混相驱、热采、微生物采油这些技术手段，更喜欢把它们统称为提高采收率技术。