在石油天然气工业中，石油物探技术起到了关键的支撑作用。根据刘振武等（2010），在石油天然气的勘探阶段、评价阶段、开发阶段，以及二次开发阶段，石油物探的应用均十分广泛（图）。但各阶段所使用的物探技术各有相应的特点，简述如下。
图 石油物探发展蓝图（据刘振武等. 2010）
应用于勘探阶段的石油物探
勘探阶段的主要地质任务是盆地的分布范围、盆地的构造划分、沉积地层主要层系的大致埋深与厚度等，是对盆地进行二维—三维的地质描述。此时，应用的物探技术主要为重、磁、电等非震勘探技术和二维、三维地震技术。
（1）非地震勘探
非地震勘探技术的主要地质任务见图，主要用于“探边摸底” ——盆地的边界、基岩的埋深，由此确定盆地的基本构造格局；用于“攻深找盲”——探测生（烃源岩地层）、储（高孔隙地层）、盖（低孔隙地层）的埋深与厚度；用于 “局部突破”——局部异常圈定局部构造。
图 石油天然气勘探阶段的非地震物探应用领域（据谢青云等，1998）
勘探阶段，非地震方法具有其特殊性（贾进斗等，2001），一般采用1：20万～1：5万地面重力、1：20万～1：5万航空磁测开展面积性调查，多采用剖面方式开展MT、CEMP、TEM调查。其中，MT常用于区域普查，CEMP及TEM则多用于局部构造的详查（表）
表 电磁法在油气勘探中的主要应用
（据何展翔，2000）
近年来，随着技术的进步，非地震勘探在许多地区取得了显著的地质效果（王喜双等，2005），特别是高精度、三维CEMP用于复杂地表、复杂地下构造的勘探，高精度重力、磁力在火山岩区的勘探。
（2）地震勘探
根据阎世信等（2005），随着地震勘探技术的进步（图），在石油、天然气工业中，地震勘探方法的应用已无处不在。例如，三维地震已能够很好地显示沉积岩、火山岩的分布（图）。
图 地震勘探关键技术发展简况（据阎世信等，2002）
图 准噶尔盆地陆东—五彩湾地区过滴西14-滴101井连井地震剖面（据刘振武等，2010）
应用于评价阶段的石油物探
石油物探发现局部构造的同时，还可进一步应用于构造含油气的评价工作。油气藏及其上方由于烃类物质的垂直逸散，形成特征的地球物理异常（图；表），地震、非地震勘探技术在不同侧面可加以识别与评价（表）。
图 油气藏地球物理异常模式图（据赵邦六等，2005）
表 非地震勘查方法在油气检测中的功效
（据高志亮等，1998）
表 油气构造与属性识别的勘查方法
注：表中符号意义：“＋” 可检测；“？” 不一定；“-” 不可检测；“C” 构造；“A” 属性。
（据何展翔等，2002）
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