一、旧中国油气地质勘探
中国近代早期的石油地质勘探，是在继承中国古代早期油气的实践经验的基础上，在接受了国外先进的科学技术，尤其是近代地质科学知识后才逐渐开始的。
近一二百年在西方形成的近代地质学自19世纪70年代传入中国后，促使了中国近代地质学的产生和早期地质学家的出现，并为中国近代早期石油地质勘探提供了条件。1916年北洋军阀政府成立的中央地质调查所，是中国最早成立的从事各种矿产资源勘查的机构。这个地质所的工作人员后来参加了陕北、新疆、甘肃、四川等地的油气勘探工作。
据可查的文献资料表明，最早的石油地质调查工作是从20世纪20年代开始的，主要集中于陕北、甘肃玉门、新疆、四川及青海柴达木盆地边缘等地区。
抗日战争爆发后，日本很快占领和封锁了中国的沿海和港口，切断了中国对外联系的海上通道。在这种形势下，国民党政府进口 “洋油”的渠道几乎完全被切断。为维护国民党政府的统治，国民党政府开始重视中国石油工业发展，先后成立了一些石油地质勘查机构，勘查西北地区的石油资源。黄汲清、谢家荣等人先后到四川进行石油地质勘查。1938年，孙建初等人到玉门，勘查发现了玉门油田。1942年，黄汲清、翁文波等人先后到新疆独山子、库车等地勘查，为进一步开发打下了基础。与此同时，政府引进国外钻机，聘请外国技师，选派石油工程技术人员到国外考察学习。这些都促进了中国石油工业的发展。国民党统治区的石油地质勘查工作取得了一些成果，尤其是探明了甘肃、新疆地区的石油资源，对以后中国石油工业的发展意义重大。
这一时期的勘查成果对于“中国贫油”的论调是有力的批驳。陆相生油理论在世界引起了震动，打破了陆相不能生油说的定论。
这一时期，在中国很多地方先后发现不少油气苗。但是工作主要限于地质调查，中国当时的石油地质勘探技术和方法十分落后，石油地质勘查的范围不大，勘查工作又做得很少，因而对中国石油资源的评估十分不准确。表1为旧中国石油资源量预测。
表1 旧中国的石油资源量预测（单位：亿吨）
预测单位或个人 | 预测年份 | 预测量 |
美孚石油公司 | 1922 | 1.75 |
中国矿业 | 1935 | 1.75 |
谢家荣 | 1937 | 1.82 |
李春昱 | 1944 | 5.21 |
中国矿业 | 1945 | 2.06 |
二、新中国地质勘探的大发展
20世纪50年代初期的勘探活动主要在陕北地区、天山山前带和龙门山山前带等的一些局部构造上进行，仅在老君庙油田周围发现了几个小型油田。
20世纪50年代中期，借鉴苏联在俄罗斯地台发现第二巴库的经验，确立了到盆地内构造相对稳定区找大油气田的思路。在准噶尔盆地，从天山山前带转向西缘断阶带；在四川盆地，也从龙门山山前带转向川中“地台”。这一转变，带来了克拉玛依油田和川中油田的发现，特别是克拉玛依油田的发现使我国出现第一个石油储量增长的高峰，仅用两年的时间便新增探明储量2亿吨。
1955年石油工业部成立后，国务院对全国范围内开展石油普查勘探工作进行了重新分工和统一部署，地质部负责搞普查和部分详查，准备构造；石油部做部分详查、细测及钻探工作；中科院承担综合科学理论研究工作。
1958年，石油勘探战略东移，找油领域由传统的山前拗陷带，转移到东部覆盖沉降区。经过地质部和石油部的大量普查工作，松辽石油勘探局于1959年9月26日在松辽盆地中部大庆长垣钻探的松基3井喷油，从而发现了大庆油田，使我国石油储量增长出现第二次高峰。这一重大发现一举改变了中国石油工业的布局。
1977年，在全国科学大会上，松基3井的发现，被列为国家特等奖。1982年7月，国家科委表彰在大庆油田发现过程中做出突出贡献的23位地质、地球物理科学工作者，其中13位是院士。在松基3井的旁边，树立了一座纪念碑，上面刻着这23位地质家的名字。他们是
地质部：李四光（院士）、黄汲清（院士）、谢家荣（院士）、韩景行、朱大绶、吕华、王懋基、朱夏（院士）、关士聪（院士）；
石油部：张文昭、杨继良、钟其权、翁文波（院士）、余伯良、邱中建（院士）、田在艺（院士）、胡朝元、赵声
振、李德生（院士）；
中科院：张文佑（院士）、侯德封（院士）、顾知叙（院士）、顾知微（院士）。
随着大规模石油勘探工作的展开，对地下地质情况的认识也随之加深。20世纪50年代后期，石油部曾先后两次总结出版了石油地质报告集，对鄂尔多斯、甘肃酒泉盆地、青海柴达木盆地、四川盆地、新疆地区的石油勘探成果进行了总结，并对华北、华东及西北地区石油地质特征进行了讨论。1957年谢家荣指出陆相地层才是最可能的生油层。1959年侯德封在勘探西北地区油田形成体制条件时，指出潮湿于与燥气候的时代转变，有利于生油层的形成。1960年，中国科学院兰州地质研究所提出了“内陆潮湿拗陷说”，强调了古气候条件对陆相生油的重要性。同年，田在艺等在详细分析准噶尔、塔里木、鄂尔多斯、四川、柴达木、酒泉等油气田形成的地质条件的基础上，强调了长期拗陷的作用。石油科学研究院在翁文波院长的主持推动下，于20世纪60年代初期对我国陆相盆地进行了卓有成效的研究，先后出刊了三集《石油勘探研究报告集》，强调了“深水拗陷”的作用，指出长期的深拗陷有利于生油层的形成，盆地深拗陷的特征和分布对油气的分部起着重要的作用。至此，中国陆相生油理论基本轮廓已经形成。
这一时期中国石油工业持续蓬勃发展起来。大庆油田发现不久，我国石油勘探重点转移到渤海湾盆地。1961年在东营凹陷华8井喷油，揭开了华北地区渤海湾盆地石油勘探的序幕。1963～1964年黄骅拗陷黄3井与港5井先后获得工业油流，发现了大港油田。1964年东营凹陷坨2井获高产油流，次年又相继钻成数口日产千吨的井，从而证实了渤海湾断陷盆地中第一个高产大油田——胜利油田。1965年7月在太平房构造获得工业油流，至1969年相继发现了兴隆台等6个工业油流的构造。胜利、大港、辽河油田的发现有力地证明了在渤海湾盆地这样构造复杂的地质条件下同样可以找到大油田。
1975年7月3日，冀中拗陷任丘构造上的任4井喷出了日产超过千吨的工业油流，产层位于震旦系雾迷山组（古风化壳），宣告了我国第一个古潜山类型高产油田的诞生。1975年，地震勘探证实了任丘古潜山成带分布。经过1976年会战，一举拿下古潜山油田，成为继1960年大庆油田探明之后，我国石油储量增长的又一个高峰年。
这一阶段高速发展的油气勘探实践，极大地推动了我国石油地质学理论的进展。大庆油田和渤海湾油气区的发现，使陆相生油理论得以确立并不断深化、系统化。表2为新中国石油资源量预测。
表2 新中国的石油资源量预测（单位：亿吨）
预测单位或个人 | 预测年份 | 预测量 |
燃料工业部 | 1954 | 15.51 |
石油工业部 | 1964 | 115.51 |
石油工业部 | 1971 | 217 |
美金伍达德 | 1976 | 400 |
美博比威廉斯 | 1976 | 228 |
1949～1976年这一阶段中国天然气勘探主要集中在四川盆地。在川南、川西南、川东南、川西地区天然气勘探相继获得突破。四川盆地此阶段发现的气藏主要集中以三叠、二叠系裂缝性气藏为主。另外，在柴达木盆地发现了4个气田，在鄂尔多斯发现了1个气田，在渤海湾盆地也发现了一批气田。1949～1976年中国共发现气田51个，其中在四川发现45个，新增天然气探明地质储量2091.14亿立方米。
三、改革开发后的中国油气地质勘探
这一时期我国石油工业稳步发展。但是进入20世纪80年代以来，东部主力油田进入了开采中后期，寻找稳定的油气资源战略接替区，日益紧迫地提上了油气勘探的议事日程。
这一时期，以陆相生油理论为重点，中国石油理论进一步完善和发展。胡见义院士等论述了“中国陆相石油地质理论基础”。西部地区的油气勘探进一步深化了对西部盆地地质特征和油气藏形成条件的认识。贾承造院士、童晓光院士等研究指出，塔里木盆地是经过长期的、多阶段的，由克拉通盆地和前陆盆地叠加复合的极为复杂的时空演化形成的，从找油的角度来说，既要研究陆相生油，还要注重海相生油，特别是下古生界的生油；既要研究原生油藏，又要研究次生油藏；既要寻找构造油藏，又要注意非构造油藏；既找油又找气。这众多期次油气运移、散失和保存机理的研究，正在获得突破。
20世纪80年代以来，我国天然气勘探获得了重大进展。 1981～1990年10年间共探明天然气储量3072亿立方米，是前30年年均储量的3.5倍。特别是“八五”以来，进入了储量增长高峰期。5年（1991～1995年）探明储量（5509亿立方米）相当于过去40年探明储量的总和。在鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木、柴达木、准噶尔盆地及东海和南海莺-琼盆地都获得重大发现。截至1997年，全国探明天然气储量1.69万亿立方米，并且还在不断增长中。
天然气的勘探成绩是与天然气地质理论的发展分不开的。“六五”至“九五”4个五年计划期间，国家连续组织了科技攻关。“六五”期间煤层气理论的发展，是我国从一元成气论（油型成气论）形成了“二元成气论”（油型成气论和煤型成气论），拓宽了中国找气领域，发现了崖13-1大型煤层气田。“七五”至“八五”期间，天然气地质理论和勘探技术及大中型气田形成条件分布规律的研究，天然气成因及其识别、天然气成藏机理及成藏模式、天然气资源测算、天然气运聚动平衡理论、天然气地球化学、天然气聚集带（区）理论等，初步构筑了“中国天然气地质学”。
1987年完成了全国第一次油气资源评价。评价结果，全国石油总资源量787亿吨，天然气33.6万亿立方米。1986年底，累计探明石油储量125.2亿吨，探明程度为15.9%；天然气探明储量4327.6亿立方米，探明程度为1.3%。
1994年完成了全国第二次油气资源评价。评价结果，全国石油总资源量940亿吨，天然气38万亿立方米。1993年底，累计探明石油储量164.8亿吨，探明程度17.5%，天然气探明储量10946亿立方米，探明程度2.9%。
全国第三次油气资源评价结果，全国石油总资源量1072.7亿吨，天然气55.16万亿立方米。
截至2006年年底，全国石油剩余经济可采储量20.43亿吨，天然气剩余经济可采储量2.449万亿立方米。