清朝末年至民国时期，中国的石油勘探在艰难中起步。当时的勘探活动主要集中在陕西延长等地，开采方式依赖手工，产量很低，只能勉强满足当地照明等简单需求。由于技术落后，这些零星的发现远未能形成工业规模。同一时期，一些外国公司也来到中国进行勘探。
例如，1913年，美国美孚石油公司组织调查团在山东、河南、陕西等多个省份进行勘探，但最终没有取得重要发现。基于这些调查，一些外国学者得出了中国缺乏石油资源的结论。1922年，美国斯坦福大学的地质学教授勃拉克韦尔德在一篇论文中提出，中国缺乏中生代和新生代的海相沉积，这为当时流行的“中国贫油论”提供了依据。此后，德国、法国等国的专家也对中国部分地区的油气潜力评估不高，这使得中国被视为“贫油国”的观点在国际上流传开来。
然而，中国的地质学家并未被这些外来的论断所束缚。从二十世纪二三十年代起，谢家荣、潘钟祥、孙健初等学者先后深入陕北高原、河西走廊、四川盆地及天山南北进行实地调查。通过扎实的野外工作，他们不仅发现了新疆独山子油田和甘肃玉门老君庙油田等工业油流，更开始从理论上质疑传统的“海相生油”说。1941年，正在美国求学的中国地质学家潘钟祥，根据其在陕北和四川的实地调查经验，在美国石油地质学家协会会议上首次明确提出“陆相地层可以生油”的命题。
这一观点打破了过去认为只有海相地层才能生成大油田的传统认识，为中国石油勘探指明了新的方向。新中国成立初期，全国原油年产量仅为12万吨，工业建设对石油的需求极为迫切。石油勘探队伍在东北松嫩平原等地继续开展工作，逐步积累经验，并持续发展着陆相生油理论。李四光等科学家通过研究进一步提出，东北和华北地区是寻找大油田的有利区域。1955年，中国科学院南京地质古生物研究所的顾知微等人通过研究，提出松辽盆地的白垩纪地层很可能蕴藏石油，这为后来的勘探提供了关键的科学线索。
理论的突破最终迎来了实践的验证。1959年9月26日，在松辽盆地钻探的第三口基准井——松基三井喷出了工业油流。经过测试，这口井日产原油达到13.02吨。正值新中国成立十周年前夕，这个发现被迅速报告至北京，随后，这座油田被命名为“大庆”。
大庆油田的发现，彻底证实了陆相生油理论的正确性，也改变了中国石油工业的面貌。为了快速开发油田，1960年，数以万计的转业官兵、石油工人和科技工作者汇集到松辽平原，展开了大规模的石油会战。到1963年，中国实现了石油的基本自给。此后，石油勘探不断取得新进展。1978年，全国原油产量突破了1亿吨大关，使中国成为世界主要产油国之一。长庆、胜利等大油田相继投入开发，海上油气勘探也开始起步。
进入改革开放时期，中国石油工业在技术和管理上迎来了新的发展阶段。石油企业开始走向国际市场，从1993年开拓海外项目起步，逐步建成了覆盖全球的油气合作区。与此同时，国内的勘探开发技术也在不断进步。为了更精确地探寻地下油气资源，中国石油的科技人员研发了自主知识产权的GeoEast地震数据处理解释一体化软件。
这套软件如同给地球做“CT扫描”，能清晰呈现地下数千米的地质构造，大幅提升了勘探效率和精度。在开采端，针对复杂的深层油气资源，专门研发了EV-80可控震源等特种装备，以破解“深地找油”的难题。近年来，石油工业也在向数字化和智能化转型。中国石油自主研发了拥有3000亿参数的“昆仑大模型”，并建立了强大的计算中心来处理海量勘探数据。这些技术不仅应用于国内，也服务于海外数十个国家和地区的油气项目。
当前，中国的油气供应形成了“三个1亿吨”的格局，即国内原油产量、国内天然气产量以及海外油气权益产量均达到相当的规模。除了保障传统能源供应，石油工业也在探索绿色转型，发展风电、光伏、氢能等新能源业务。从年产12万吨起步，到如今作为全球重要的石油生产与消费国，中国石油工业的发展历程，是一部基于科学理论突破、依靠持续技术创新、逐步实现自立自强的历史。
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