海洋油气的勘探开发是陆地石油勘探开发的延续，经历了一个由浅水到深海、由简易到复杂的发展过程。
1887年，在美国加利福尼亚海岸数米深的海域钻探了世界上第一口海上探井，拉开了海洋石油勘探的序幕。
1920年，委内瑞拉在马拉开波湖利用木制平台钻井，发现了一个大油田。
1922年，苏联在里海巴库油田附近用栈桥进行海上钻探成功。
1936年，美国在墨西哥湾的海上开始钻第一口深井，1938年建成世界上最早的海洋油田。
1947年，美国在墨西哥湾发现第一个近海油田，标志现代海洋石油开始。
1951年，沙特阿拉伯发现了世界上最大的海上油田。
1964年，英国开发北海油田。
1967年，我国渤海海1井发现工业油流。
20世纪70年代，尼日利亚开发西非海上油气。
20世纪80年代，巴西加大深海油气勘探开发技术研发，到90年代为其油气产量的大幅度增加奠定了基础。
20世纪90年代至21世纪初，南中国海域成为开发的热点，北极地区得到更多重视。
几十年来，5000多亿桶的海洋石油发现可大致分为以下3个勘探阶段。
第一阶段为1940—1972年。在此期间，美国墨西哥湾于1947年获得第一个近海石油发现，在波斯湾发现了第一批超大型油田，在西非获得第一个海上发现，后期在北海获巨大石油发现。另有两个重大发现分别在澳大利亚和中国。该阶段总共发现石油1980亿桶，年均发现83亿桶，发现规模平均7.7亿桶。
第二阶段为1973—1990年。在此期间，北海、墨西哥、里海、俄罗斯的北极地区都有重大发现，美国墨西哥湾和巴西先后于1983年和1984年发现了本区的第一个深水大油田。另外，印度和加拿大在近海各获得一个重要发现，西非、澳大利亚、美国墨西哥湾浅区继续有所发现。在该阶段，石油发现总计达1710亿桶，年均95亿桶，平均规模为1.35亿桶。
第三阶段为1991年至今。在此期间，巴西、安哥拉、尼日利亚、美国墨西哥湾4个主要地区找到深水重大发现，不过在北海、里海、中国也有几个重大发现，澳大利亚、西非浅水区、波斯湾的发现规模较小。在此阶段，石油发现总计1210亿桶，年均发现80亿桶，发现平均规模1.16亿桶。其中，深水和超深水发现440亿桶，年均30亿桶。
海洋油气的开发与海洋钻井是分不开的，海洋钻井的大致历程如下：
1897年，美国在加利福尼亚州Summer land滩的潮汐地带上首先架起木架平台，钻出第一口井。
1897年，美国人H.L.Williams建造了与海岸连接的栈桥，可打多口井。
1911年，世界上第一座固定平台钻井装置矗立在美国路易斯安那州的Caddo湖上。1925年，苏联在里海建造的人工岛上进行石油钻井。
1932年，美国得克萨斯公司造了一条钻井驳船，到路易斯安那州Plaquemines地区Garden岛湾打井，这是人类第一次浮船钻井。
1933年，美国利用驳船在路易斯安那州Pelto湖打了“10号井”，进尺5700英尺，成为首座坐底式钻井平台。
1937年，由木桩插入水深4.3米泥底的、距海平面高4.6米的钻井采油平台，首次在墨西哥湾的海上平台钻井，获得日产85.9立方米的海底石油。
1947年，John Hayward设计了一条“布勒道20号”平台，标志着现代海上钻井业的诞生。
1954年，第一条自升式钻井船“迪龙一号”问世，带动了固定式平台的发展。
1956年，美国雪佛龙公司在加利福尼亚州近海完成了世界上首次海洋采油井最深的采油纪录，采油井深达4036米。
1962年，壳牌石油公司用世界上第一艘“碧水一号”半潜式钻井成功，有了向深海发展的工具。
1967年，我国渤海海1井发现工业油流。1968年，一条设计完善的“格洛玛挑战者号”动力定位船开始在深海进行科学考察。1971年，美国Hunt石油公司在路易斯安那州近海开创了采油井深度为6248米的海上深井的采油纪录。
1979年，世界海洋石油钻井工作水深接近1500米。
1983年，由欧洲经济共同体财政支持建造的第一座张力腿平台（TLP）于1984年在北海Hutton油田安装投产。
1989年，在美国墨西哥湾587米水深TLP平台投入使用。
1998年，中国东海平湖油气田向上海供气，结束了中国东海不生产石油和天然气的历史。
2001年，海洋采油井最深纪录达7088米。2001年，墨西哥湾钻井水深达2964米。2002年，雪佛龙公司钻井垂深达9210米。2003年，雪佛龙德士古公司在美国墨西哥湾钻井工作水深突破3000米。
2004年，菲利普斯石油公司在园丁湾水深1425米投产采油。
图2-8 世界主要海洋油田数目的分布
如图2-8所示，目前，在世界海洋中已找到了581处油田。其中，欧洲和地中海25个，北海110个，意大利、北亚得里亚海20个，黑海和里海17个，南美洲43个，非洲近海27个，西非近海85个，波斯湾60个，印度次大陆沿岸海域2个，远东近海23个，印度和马来西亚近海15个，澳大利亚东部和新西兰近海3个，澳大利亚西北大陆架12个，南部吉普斯兰德海盆19个，北海近海44个，美国墨西哥湾16个。