直到20世纪20年代，油田的开发仍长期处于盲目开采的状态。一口油井出油，其他人也蜂拥而至，就在这口井旁边钻井、采油。井架密集到从这口井钻台上可以跳到那口井钻台上。采油完全依靠天然能量，能自喷的任其敞喷，不能自喷的，安上泵抽。抽不出来就废弃。因此，油藏的采收率很低；许多油田很快就产量递减；好多油井很快就不出油了。以1901年发现的“纺锤顶”(Spindletop)油田为例，头几口井日喷油万吨，众人一拥而上，第二年下半年整个油田产量就迅速下落，六年后这里已经没有几口井还能产油了。

　　这种完全依靠油藏中的天然能量，粗放式的油田开发，称为“一次采油”，油藏中蕴藏的原油大约只有10％～20％可以开采出来。

　　机械采油

　　对于不能自喷的油井，只能采取人工举升。

　　人工举升有两种：机械采油和气举。

　　美国的第一个产油区在宾夕法尼亚的泰特斯维尔。那里，油层埋藏浅，地层压力低，绝大多数油井不能自喷。财力小的生产商安装手压泵(唧筒)抽油；财力大的采用蒸汽机，通过游梁和皮带轮，用泵抽油。

　　一口井配一套锅炉和蒸汽机，成本太高。1875年，米克尔森(AlbertMickerson)和斯特里特(L．C．Streeter)发明了用一套蒸汽机带动多口油井的泵组，获得了专利权。1877年，普罗克洛斯(W．F．Plockross)获得一项专利，是“平衡锤同通常的游梁相连接，可以迅速地倒转，而且节省动力”。是应用于中心动力的传动装置。1880年，耶茨(E．O．Yetes)发明推挽式中心动力装置，采用抽油拉杆及其夹持装置。1880年以后，中心动力装置得到广泛应用。动力机通过一组或多组皮带轮传动装置，带动多口井的抽油泵。

　　1894年，低转速燃气发动机问世。由于它利用油田的伴生气，结构简单，很快取代蒸汽机，成为抽油机的动力。

　　1892年，出现了第一台可以驱动抽油机的电动机。美国西弗吉尼亚油田上5口油井用上了电动机。不过，电动机的广泛应用在1900年以后。

　　1922年，汉伯尔(Humble)石油与炼制公司的工程师们对抽油机进行了两项重大革新，形成了现代游梁抽油机的基础：

　　一是休曼(J．R．Suman)的发明，在抽油机游梁两端安装了平衡用的轭铁块。二是把拖拉机上的蜗轮蜗杆传动装置运用来带动曲柄机构。第一套样机在得州博蒙特附近的奥兰治油田上试验，井深2600英尺(约800米)，运行18个月而故障很少。

　　汉伯尔公司的总裁罗斯?斯特林在同他的朋友、勒夫金公司副总裁特鲁特(W．C．Trout)共进午餐的时候，把这一情况告诉了特鲁特，建议他去现场看看，能不能把这种抽油机定型和商品化。特鲁特很感兴趣，立即派工程师去考察，并亲自指导他们设计。1923年，采用这两项改进的新型抽油机在得克萨斯的鹅溪油田上投入了使用。两年后，特鲁特为这种抽油机加上了铸铁的平衡重。这种抽油机非常畅销。这就是我们常见的“磕头机”。

　　“磕头机”用的是有杆泵，通过抽油杆带动井下的活塞泵。

　　另外有一类是无杆泵，包括电动潜油泵(简称电潜泵)和水力活塞泵。

　　电动潜油泵的发明人是前苏联的阿鲁托诺夫(A．S．Arutunoff)。它把多级离心泵串在同一根轴上，连同电动机一起下到产油层，把原油通过油管泵送出来。最初，电潜泵用来在矿井里排水，抽吸地下的水和油。1923年，阿鲁托诺夫移居美国，也就把电潜泵引进到美国。最先制造并销售电潜泵的制造商是里达(Reda)公司。第一套电潜泵1926年安装在堪萨斯州鲁塞尔(Rusdl)的油田上。这种泵适应于油层埋藏深的油井。

　　水力活塞泵的发明早在1852年。发明者是美国人福西特。他提出了水力活塞泵的原理。而水力活塞泵的实际应用，开始于1945年。

　　注水－－“二次采油”

　　早在1880年，美国地质家J?F?卡尔(John F．CarH)根据宾夕法尼亚Warren、Venango、Clarion和Butter等油田的生产情况，认为含油砂层底部水的流动，帮助油井生产；提出了向油层注水可以提高采油量的观点，但未引起人们的注意，因为当时人们关注的是如何找到新油田。

　　1906--1917年期间，在美国的布雷德福油田、克恩河油田，还有加拿大安大略的石油泉油田，都有人观察到雨水流入干井使周围油井增产的现象。

　　注水“二次开发”的先驱者是福雷斯特?道恩(Forest D．Dora)。他父子经营一个老油田，偶然发现，地表的雨水流进了已经不产油的废弃油井，过了一段时间，周围的油井产量增加了。他们认为是流入的水补充了油层的压力，因此人为地向油层中注入清水，可以增产。他们做了几次试验，证实了这一想法。1915年他们首创“线型注水(Line TypeWaterflood)”方法，在两排生产井中间，设一排注水井。把水注入注水井，两边的生产井产量增加。他们基本上是把一部分生产井改为注水井。

　　1916年道恩父子创办了福雷斯特石油公司(Forest Oil Company)，既为自己的油田注水，也为别人提供注水开发的技术服务。他们公司二次采油的产量，1916年只有38桶／日(约1900吨／年)，1920年达到10000桶／日(约50万吨／年)。

　　福雷斯特?道恩继续观察注水开发的情况，摸索如何不断改进。1922年，他创造出“五点布井法”，在1 El注水井周围，布4口生产井。l口注水井为周围4口生产井服务。

　　布雷德福(Bredford)油田是美国，也许是世界上第一个采用注水开发的油田。它发现于1871年，一次采油的产量高峰在1881年，产油2300万桶(约314万吨)。此后产量就不断下降，到1906年，产量只有200万桶(约27万吨)了。1924年，福雷斯特石油公司首先在这里应用线型注水方法，把一部分生产井改为注水井。这一年，潮水石油公司的前身Associated Products Co．采用五点布井法在这个油田上注水开发。1928年1月，日产量从1927年的82桶(约4100吨／年)提高到6194桶(约31万吨／年)，直到1931年F半年还侏持1000桶／日(约5万吨／年)。20世纪30年代，布雷德福油Itt_h普遍采用五点法注水采油，1937年形成又一个产量高峰，年产1650万桶(约225万吨)。到1954年，大约54％的产量来自注水开发。