眾所周知，石油行業是一個資金投入高度集中的行業，也是一個具有極大選擇性和高風險的領域。以跨國公司運營為例。國外大型石油公司幾乎都是上下游一體化、業務遍布全球的跨國公司。全球經濟發展的不均衡性，使得這些大型跨國石油公司在不同國家或地區的投資回報水平各不相同。在石油工業的整個生產鏈中，上游的勘探開發、中游的管道運輸、下游的煉油與銷售以及化工業務在不同時期的項目投資回報水平差異也十分明顯。
與此相呼應，石油工程也是一種知識密集、技術密集、資金密集、風險密集的競爭性和滲透性特強的行業。在能源開發的歷史進程中，石油工程有自己突出的特點：高風險、高科技、高投入、高回報。
石油工程首先是高風險的行業。石油勘探開發工程的對象，是地下幾千米或上萬米的油氣資源。一般而言，相對于地面工程，石油勘探開發工程的風險性高于正常情況，而衡量風險性高低的重要指標是勘探開發的“成功率”。據悉，全世界找到油氣田的成功率最高是30%，一般是20%。而中國有8大油氣資源沉積盆地，找到油氣田的概率是25%，有些盆地概率更低，甚至連10%都不到。在進行石油勘探開發中，風險始終是困擾石油勘探開發的首要問題和主要難題。油氣勘探風險大、周期長。在一個有油氣前景的盆地，從普查勘探到發現油氣田并形成一定生產規模，一般需要9年時間，特殊盆地則需要反反復復20多年時間。石油行業為了規避這種風險，保證未知區域的油氣勘探的成功率，一般都設有“風險勘探基金”。
石油工程是高科技的集成。所謂石油工程高科技的“高”，是相對于常規技術和傳統技術而言的。石油高科技概念并不是一成不變的，而是帶有一種歷史的、發展的、動態的性質。從世界石油勘探開發高科技的發展來看，高科技不是一個單項石油技術，而是石油科學、技術、工程最前沿的石油新技術群。這個群體的各種成分互相影響、互相補充、互相促進。同時，由于石油高科技是與高技術產業連結在一起的，形成了石油科學、技術、生產一體化體系，這有力支撐了石油勘探開發工程。
另外，石油高科技不同于一般科技意義上的“經驗的積累”，而是基于石油科學的發現或創造而產生的科技。其根本性的原因是，石油作為地下流體礦藏、天然氣作為氣體礦藏，決定了油氣勘探開發必然是一個越來越難、越來越復雜的過程，必須不斷采用新技術、新工藝、新裝備，才能提高油氣資源的探明率和油田的采收率。
石油勘探開發需要大量資金投入。以低滲透油田開發工程為例，上世紀90年代初開發建設1萬噸油田生產能力，需要資金投入0.1億元；90年代末建設相同生產能力需要0.2億元；本世紀初是0.3億元，目前需要0.5億元。也就是說，建設100萬噸生產能力的油田需要投資50億元。在特殊盆地深層進行油氣勘探，僅鉆一口6000米的探井需要1億元，常規中等深度的探井需要300萬~600萬元，海洋、非常規天然氣勘探開發投資更大。有時隨著油價的起伏和地下油氣資源品位低等情況，“高投入不一定有高回報”。為了保證基本的投入產出比例，實現較好的回報，科學決策、采用高技術就成為必然的選擇。
當然，在理想情況下，石油勘探開發“高投資，可以實現高回報”，這也是石油勘探開發追求的目標。比如大慶油田在目前“高采出程度，高含水”的情況下，為了保持原油穩產4000萬噸/年，需要保持較高的資金投入，但同時大慶油田也實現了高回報，是全國所有油氣田回報最高的油田。
而在世界范圍內，中東油氣田是全球油氣田開發回報最高的地區。按照資金流向的“洼地效應”，石油勘探開發投資一般首選投資效益較好的盆地（地區）和油氣田。在目前高油價的情況下，投資低品位油氣田、非常規油氣田開發，依靠技術進步，也能獲得較高的投資效益。
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