Con người không thể cam chịu mãi cái cảnh làm việc quá thô sơ và nguy hiểm như trên được. Bằng trí thông minh và sáng tạo của mình, họ luôn luôn tìm mọi biện pháp cải tiến phương tiện làm việc. Vì thế, những phương pháp khoan khác nhau lần lượt ra đời.
Phương pháp khoan đập đã được người Trung Quốc biết đến từ rất lâu rồi. Ngay từ nhiều nghìn năm trước công nguyên, họ đã khoan tới tầng dầu mỏ ở khá sâu theo một phương pháp khác với cách đào giếng. Đó là sau khi nâng thẳng đứng một cái ống có đầu nhọn lên tới độ cao nào đó, người ta dùng một lực đập nó xuống đất. Cái đập nọ tiếp cái đập kia và ống khoan ngày càng khoan sâu vào lòng đất. Song có lẽ điều đáng làm ta kinh ngạc là hầu như toàn bộ thiết bị, kể cả dụng cụ lấy đất thải ra, người Trung Quốc đều làm từ tre. Nếu ta biết rằng với thiết bị như vậy một ngày một đêm chỉ khoan được năm mươi đến sáu mươi xăng-ti-mét trong lớp đất mềm thì ta sẽ phải vô cùng khâm phục trước sự nhẫn nại kỳ lạ và sự cần cù lao động của người Trung Quốc xưa khi khoan các lỗ khoan dầu mỏ. Bởi vì để khoan một lỗ khoan sâu chừng hai trăm đến ba trăm mét thì cũng đã phải mất hơn một năm làm việc liên tục. Nếu nói cho chính xác thì thời gian dùng để khoan chỉ chiếm một phần ba thôi, số thời gian còn lại phải dùng để tháo lắp, thay thế dụng cụ và lấy đất thải ra khỏi lỗ khoan.
Cách khoan như vậy quả là thô sơ. Ấy thế mà cho tới đầu thế kỷ 19, nó mới được dùng ở Nga và sau đó mới xuất hiện ở châu Âu và châu Mỹ. Sau này, kỹ thuật khoan đập cũng dần dần được hoàn chỉnh hơn, tuy vậy nó bộc lộ hàng loạt nhược điểm lớn. Vì thế, nó đã phải nhường chỗ cho khoan quay. Ở khoan quay, mũi khoan được gắn vào các ống khoan: khi các ống này quay, nhờ một động cơ đặt trên mặt đất, mũi khoan sẽ tiến sâu vào lòng đất. Lỗ khoan càng sâu, ống khoan sẽ càng dài, vì thế để dễ dàng cho việc nâng lên hoặc hạ xuống, người ta xây dựng các tháp khoan. Còn mũi khoan thì có hình dạng khác nhau tùy thuộc vào lớp đất rắn hay mềm. Nhưng dù cho mũi khoan có hoàn thiện và được làm từ các hợp kim rất bền đi nữa thì nó cũng không thọ được quá hai mươi đến ba mươi phút, khi làm việc trong đất rắn, do bị mài mòn tới mức trở thành vô dụng. Tình trạng ấy đã khiến cho các kỹ sư nát óc. Họ đã cố công tìm tòi mọi biện pháp để kéo dài tuổi thọ của mũi khoan và cuối cùng thắng lợi đã đến: các mũi khoan có thể làm việc lâu hơn trước hàng chục lần đã ra đời.
Nhờ có khoan quay mà con người có thể dễ dàng “với tay” tới tầng dầu sâu từ hai đến ba nghìn mét trong một vài tháng. Đến nay, vẫn sử dụng khoan quay, nhưng con người không còn trọng vọng anh ta như trước nữa bởi vì có những chàng khoan khác đắc lực hơn đã xuất hiện.
Điều làm cho khoan quay mất uy tín chính vì nó nặng nề quá. Nếu ta phải khoan một lỗ sâu bốn nghìn mét với ống khoan chỉ có đường kính một trăm bảy mươi mi-li-mét thôi, nó cũng đã nặng tới hai trăm tấn. Để quay được cái khoan vừa dài, vừa quá nặng đó, phải có động cơ một nghìn rưỡi đến hai nghìn sức ngựa.
Trong quá trình nghiên cứu, tìm tòi đã nảy sinh ra một ý nghĩ tuyệt vời: tại sao cứ phải đặt động cơ ở trên mặt đất mà không đặt nó ở dưới, theo sát mũi khoan? Vì như thế nó chỉ phải làm quay mũi khoan thôi, còn ống khoan thì không quay. Ý nghĩ ấy đã được thực hiện ở khoan tuốc-bin. Nó đã khắc phục được nhược điểm của khoan quay. Năm 1954, trên ba phần tư toàn bộ lỗ khoan dầu mỏ đã được khoan bằng khoan tuốc-bin. Còn tốc độ khoan thì tăng lên không ngừng. Đầu năm 1956 còn là 10 mét trong một giây, đến cuối năm đã đạt 25 mét trong một giây. Thí nghiệm cho thấy, để khoan lỗ khoan sâu 1.200 mét, trong cùng điều kiện địa chất, khoan quay phải mất 3.760 giờ, còn khoan tuốc-bin chỉ mất 2.670 giờ. Tuy nhiên thực tế cho thấy, không phải bất kỳ trường hợp nào, người ta cũng có thể áp dụng phương pháp khoan tuốc-bin. Nếu nền đất mềm và nửa cứng thì dùng khoan quay cho kết quả tốt hơn. Đặc biệt với điều kiện Việt Nam, nếu dùng khoan tuốc-bin sẽ gặp khó khăn lớn trong công tác sửa chữa và phụ tùng thay thế. Vì thế, các lỗ khoan thăm dò ở miền Bắc nước ta vừa qua đã sử dụng phương pháp khoan quay.
Gần như đồng thời với ý nghĩ tạo ra khoan tuốc-bin, người ta đã đề cập cả tới việc chế tạo khoan điện. Nhưng để có được anh ta, các chuyên gia nhiều nước đã phải mất nửa thế kỷ mầy mò, nghiên cứu. Cho đến năm 1940, lần đầu tiên ở Liên Xô, khoan điện được sử dụng. Anh ta đã đạt thành tích xuất sắc: tốc độ khoan nhanh gấp hai lần khoan tuốc-bin, còn giá thành mỗi mét khoan hạ được 20 phần trăm.
Nhưng khoan điện cũng chưa phải là vô địch đâu. Nhiều đối thủ mới có nhiều triển vọng hơn đã và đang xuất hiện.
Một điều cần phải nói thêm là cho đến nay, nhiều bước trong quá trình khoan đã được thực hiện tự động. Những máy móc điện tử, những “người máy” đã giải phóng cho con người khỏi các công việc nặng nhọc, đồng thời đẩy nhanh được tốc độ khoan và giảm chi phí cũng như công lao động cho việc khoan này.
Ngày nay, bằng những máy khoan hiện đại, con người đã đạt kỷ lục về chiều sâu của các lỗ khoan dầu mỏ là 9.100 mét. Nhưng trong những năm tới, các lỗ khoan sâu hơn cũng sẽ được thực hiện. Kinh nghiệm của những nhà khai thác đã chứng minh là con số đó vẫn chưa phải là giới hạn cuối cùng. Tại hội nghị quốc tế dầu mỏ lần thứ 8 ở Mát-xcơ-va năm 1971, người ta đã công bố là hiện nay đang chuẩn bị khoan lỗ khoan sâu tới 15.000 mét!
Đến đây, chúng ta đã biết qua một số phương pháp khoan. Đấy chính là những “người” thực hiện bước cuối cùng, đồng thời cũng là những “người” đánh giá toàn bộ kết quả của công việc trinh sát. Cho nên các kết luận của việc khoan thăm dò vô cùng quan trọng. Nếu lỗ khoan cho dầu thì việc thăm dò đã đạt được thắng lợi mỹ mãn, còn nếu khoan không thấy dầu mỏ thì có thể nói các trinh sát viên thăm dò đã báo cáo sai và toàn bộ công việc thăm dò thế là thất bại; điều đó còn có nghĩa là bao nhiêu công sức và tốn kém đã phải bỏ ra vô ích. Nói thế, ta cũng đủ thấy là giai đoạn dùng các trinh sát viên thăm dò có một tầm quan trọng như thế nào. Vì vậy, giai đoạn này được tiến hành rất thận trọng.
Qua giai đoạn thăm dò thành công, nghĩa là khi lỗ khoan đã tới tầng dầu mỏ, người ta chuyển sang một giai đoạn khác: giai đoạn khai thác.
