Durante la evolución de la ingeniería petrolera, se desarrollaron áreas de especialización: ingeniería de perforación, ingeniería de producción, ingeniería de yacimientos e ingeniería petrofísica. En cada especialización participaron libremente los ingenieros de otras disciplinas (mecánica, civil, eléctrica, geológica y química) quienes aportaron datos muy valiosos; no obstante, continuó siendo la función exclusiva de los ingenieros del petróleo la integración de todas las especializaciones en un sistema eficiente de perforación, producción y procesamiento de gas y petróleo.

La ingeniería de perforación fue una de las primeras aplicaciones de la tecnología a las prácticas realizadas en los yacimientos petrolíferos. El ingeniero de perforación se encarga de diseñar las técnicas de penetración en la tierra, seleccionar el entubado y el equipo de seguridad y, a menudo, también dirige las operaciones. Para estas funciones hay que entender la naturaleza de las rocas a perforar, las tensiones de las mismas, y las técnicas disponibles para perforar y controlar los yacimientos subterráneos. Como la perforación moderna implica organizar una amplia variedad de maquinarias y materiales, invertir grandes fondos y ocuparse de la seguridad y el bienestar del público en general, el ingeniero debe desarrollar sus habilidades de supervisión, administración y negociación.

Captura de imágenes de un yacimientoEl trabajo del ingeniero de producción comienza luego de la terminación del pozo. Dirige la selección de intervalos de producción y realiza los arreglos para los diversos accesorios, controles y equipos. Posteriormente, se encargará de controlar y medir los fluidos producidos (petróleo, gas y agua), diseñar e instalar los sistemas de recolección y almacenamiento, y distribuir los productos crudos (gas y petróleo) a las compañías de distribución y otros agentes de transporte. También se debe ocupar de cuestiones tales como la prevención de la corrosión, el rendimiento del pozo y los tratamientos para estimular la producción en las formaciones. Como en todas las ramas de la ingeniería petrolera, el ingeniero de producción no puede aislar los problemas de procesamiento en el interior del pozo o en la superficie, sino que debe encontrar soluciones para todo el yacimiento, el pozo y el sistema de superficie.

Los ingenieros de yacimientos se ocupan de los fenómenos físicos de la distribución del gas y petróleo y el flujo de los mismos a través de las rocas porosas, es decir, las diversas fuerzas hidrodinámicas, termodinámicas, gravitacionales y otras fuerzas que participan en el sistema de rocas y fluidos. Son responsables de analizar el sistema de fluido de rocas, establecer esquemas eficientes para el drenaje de los pozos, anticipar el comportamiento del yacimiento de gas y petróleo e introducir métodos para maximizar la eficiencia de la producción.

Para comprender el sistema de fluidos de rocas del yacimiento, los ingenieros de perforación, producción y yacimientos recurren a los ingenieros petrofísicos, que evalúan la formación, para obtener herramientas y técnicas analíticas para determinar las características de las rocas y los fluidos. El ingeniero petrofísico mide las propiedades acústicas, radioactivas y eléctricas del sistema de fluido de rocas y toma muestras de las rocas y los fluidos de los pozos para determinar la porosidad y permeabilidad.