-->Exploração
O ponto de partida na busca do petróleo é a Exploração, que realiza os estudos preliminares para a localização de uma jazida. Nesta fase é necessário analisar muito bem o solo e o subsolo, mediante aplicações de conhecimentos de Geologia e de Geofísica, entre outros. A geologia realiza estudos na superfície que permitem um exame detalhado das camadas de rochas onde possa haver acumulação de petróleo. Quando se esgotam as fontes de estudos e pesquisas de Geologia, iniciam-se, então, as explorações Geofísicas no subsolo. A Geofísica, mediante o emprego de certos princípios da física, faz uma verdadeira radiografia do subsolo. Um dos métodos mais utilizados é o da Sísmica. Compreende verdadeiros terremotos artificiais, provocados, quase sempre, por meio e explosivos, produzindo ondas que se chocam contra a crosta terrestre e voltam à superfície, sendo captadas por instrumentos que registram determinadas informações de interesse do Geofísico.
-->Perfuração
A perfuração é a segunda fase na busca do petróleo. Ela ocorre em locais previamente determinados pelas pesquisas Geológicas e Geofísicas. Para tanto, perfura-se um poço - o Poço Pioneiro - mediante o uso de uma sonda(ou Torre de Perfuração) que é o equipamento utilizado para perfurar poços. Esse trabalho é feito através de uma Torre que sustenta a coluna de perfuração, formada por vários tubos. Na ponta do primeiro tubo encontra-se a broca, que, triturando a rocha, abre o caminho das camadas subterrâneas. Comprovada a existência de petróleo, outros poços são perfurados para se avaliar a extensão da jazida. Essa avaliação é que vai determinar se é comercialmente viável, ou não, produzir o petróleo descoberto. Caso positivo, o número de poços perfurados forma um Campo de Petróleo. Atualmente esses poços para produção são horizontais e emprega-se o sitema de Direcional do poço, para um melhor aproveitamento da jazida.
-->Produção
Revelando-se comercial, começa a fase da Produção naquele Campo. Nesta fase, o óleo pode vir à superfície espontaneamente, impelido pela pressão interna dos gases. Nesses casos temos os chamados Poços Surgentes. Para controlar esse óleo usa-se, então, um conjunto de válvulas denominado Árvore de Natal. Quando, entretanto, a pressão fica reduzida, são empregados processos mecânicos, como o Cavalo de Pau, equipamento usado para bombear o petróleo para a superfície, além de outros. Os trabalhos em mar seguem os mesmos critérios aplicados em terra, mas utilizam equipamentos especiais de perfuração e produção: as Plataformas e os Navios-Sonda. Junto à descoberta do petróleo pode ocorrer, também, a do Gás Natural. Isso acontece, principalmente, nas bacias sedimentares brasileiras, onde o gás natural, muitas vezes, encontra-se dissolvido no petróleo, sendo separado durante as operações de produção. Tecnicamente chama-se a isto de Gás Associado ao Petróleo. O petróleo e o gás descobertos não são totalmente produzidos. Boa parte deles fica em disponibilidade para futuras produções, em determinado momento. São chamadas Reservas de Petróleo e de Gás. Dos campos de produção, seja em terra ou mar, o petróleo e o gás seguem para o parque de armazenamento, onde ficam estocados. Este parque é uma grande área na qual se encontram instalados diversos tanques que se interligam por meio de tubulações.
-->Refino
Uma Refinaria é como uma grande fábrica, cheia de equipamentos complexos e diversificados, pelos quais o petróleo vai sendo submetido a diversos processos para a obtenção de muitos derivados. Refinar petróleo é, portanto, separar suas frações, processá-lo, transformando-o em produtos de grande utilidade: os derivados de petróleo. A instalação de uma Refinaria obedece a diversos fatores técnicos, dos quais destacam-se a sua localização nas proximidades de uma região onde haja grande consumo de derivados e/ou nas proximidades das áreas produtoras de petróleo, A Petrobrás possui 11 refinarias, estrategicamente localizadas do norte ao sul do País. Responsáveis pelo processamento de milhões de barris diários de petróleo, essas refinarias suprem nosso mercado com todos os derivados que podem ser obtidos a partir do petróleo nacional ou importado: gasolina, óleos combustíveis, além de outros.
-->Transporte
O transporte na indústria petrolífera se realiza por Oleodutos, Gasodutos, Navios Petroleiros e Terminais Marítimos. Oleodutos e Gasodutos são sistemas que transportam, respectivamente, o óleo e o gás, por meio de dutos (tubos) subterrâneos. Navios Petroleiros transportam gases, petróleo e seus derivados e produtos químicos. Terminais Marítimos são instalações portuárias para a transferência da carga dos navios para a terra e vice-versa. Instalados estrategicamente em diversos pontos do País, a Petrobrás dispõe, de 8 Terminais, uma rede de dutos e uma ampla frota de Navios Petroleiros.
Em uma sonda de petróleo a estrutura que surge em primeiro plano é a torre, uma estrutura metálica em treliças, que tem, entre outras funções, a de sustentar o conjunto de tubos (drill pipes) denominado de coluna de perfuração, enroscados um a um através das chaves flutuantes.
Finalmente, o elemento responsável por carrear o cascalho, refrigerar e lubrificar a broca, conter as paredes do poço e evitar a irrupção de gás e/ou óleo (kick) é o fluido de perfuração, popularmente conhecido como LAMA. Esta lama recalcada por bombas especiais (bombas de lama), atinge a broca e passa por seus bordos, retornando à superfície pelo espaço anular compreendido entre a coluna de perfuração e as paredes do poço.
