ژئوفیزیک یا فیزیک زمین به هر روش علمی و عملی که به مطالعه و پیش‌بینی مشخصات فیزیکی زمین، بدون حفاری و مشاهده مستقیم منجر شود، اطلاق میشود. علم ژئوفیزیک دارای شاخه‌های متعدد است که هرکدام توانایی بررسی خاصیتی فیزیکی از زمین را دارند. به عنوان مثال ژئوالکتریک، مقاومت ویژه زمین را بررسی میکند، یا گرانیسنجی میزان چگالی زمین را و مغناطیس‌سنجی مقدار مغناطیس آن را اندازه‌گیری میکند. در مطالعه زمین جهت اکتشاف نفت نیز از چند روش ژئوفیزیکی میتوان بهره جست. از جمله این روش‌ها گرانیسنجی، مغناطیس سنجی و لرزه‌نگاری است. دو روش اول بیشتر برای بررسی وجود احتمالی ساختمان‌های زمین‌شناسی و اکتشافات اولیه در مناطق کم یا بدون نشانه سطحی کاربرد دارد که البته در صورت وجود ناهنجاری در ناحیه مورد مطالعه، آن منطقه برای بررسی بیشتر با روش‌های لرزه‌نگاری کاندیدا میشود، چراکه روش‌های مذکور از یک طرف مجموع اثرات لایه‌ها و اشکال ساختمانی زیرسطحی را با هم نشان میدهند و از طرفی دیگر پدیده‌های مختلف زیر سطحی میتوانند نتیجه مشابهی در آنها ارائه دهند.
لرزه‌نگاری نیز یکی از روش‌های کاربردی در اکتشاف منابع هیدروکربنی است. این روش برای شناسایی ساختمان‌های زمین شناسی و لایه بندی زیر سطحی از بهترین روش‌هاست. در این روش از زمان عبور موج صوتی و خاصیت انعکاس و انکسار موج در سطوح لایه بندی یا پدیده‌های با چگالش مختلف استفاده میشود. براساس خاصیت مورد استفاده، روش‌های لرزه‌نگاری انکساری و انعکاسی وجود دارند. از روش انکساری بیشتر در مطالعات ژئوتکنیکی، مطالعه پایداری لایه‌های کم‌عمق و بررسی سرعت موج در لایه‌های هوازده سطحی استفاده میشود.
لرزه‌نگاری انعکاسی مهم‌ترین روش ژئوفیزیکی در اکتشاف و توسعه میدان‌های هیدروکربنی است. در این روش موج صوتی(لرزهای) ازطریق یک چشمه لرزهای مانند مواد منفجره یا Vibroseis در خشکی و تفنگ بادی(Air Gun) در دریا تولید شده که بخش‌هایی از موج لرزهای در حین عبور از لایه‌های مختلف زمین منعکس شده و به سمت سطح زمین گسیل میشود. این امواج منعکس شده در سطح زمین یا دریا ازطریق گیرنده‌هایی بسیار حساس دریافت و ثبت میشود. ثبت زمان این رفت و برگشت با توجه به هندسه مسیر موج، ما را قادر به تشخیص عمق نقطه منعکس‌کننده میسازد، البته در بعد زمان. در یک پروژه لرزه‌نگاری واقعی این کار میلیون ها بار در فواصل و زوایای مختلف تکرار میشود تا زمان انعکاس نقاط بسیار زیادی در سطوح لایه‌ها به دست آید و نه تنها به عمق لایه‌ها، بلکه به شیب و شکل پدیده‌های ساختمانی و زمین شناسی مانند تاقدیس‌ها، گسل ها و گنبدهای نمکی پی برده شود، البته فعلاً در بعد زمان.
با توجه به مرحله بررسی اکتشافی یا توسعه‌ای همچنین با درنظر گرفتن بودجه موجود، برداشت اطلاعات لرزه‌نگاری با روش‌های مختلف و دقت متفاوتی انجام میشود. از نگاه هندسه برداشت اطلاعات لرزه‌نگاری میتوان لرزه نگاری را به دوبعدی و سهبعدی گروه‌بندی کرد. در لرزه‌نگاری دوبعدی اطلاعات منعکس شده در یک صفحه قائم بین گیرنده‌ها و چشمه‌های لرزهای در نظر گرفته میشود، در حالی که در لرزه‌نگاری سهبعدی اطلاعات همانطور که در محیط منتشر میشوند، برداشت خواهند شد. یکی از اشکالات مهم لرزه‌نگاری دوبعدی این است که در محیط‌های ساختمانی پیچیده به دلیل برگشت موج انعکاسی از لایه‌های خارج از صفحه قائم مفروض و عدم امکان تصحیح آنها، ممکن است بعضی از سطوح انعکاس‌دهنده غیرواقعی باشد، حال آنکه در لرزه نگاری سهبعدی، به دلیل توانایی در رصد کردن شعاع‌های مختلف لرزهای توانایی برگرداندن آن نقاط انعکاسی به جای خودشان و جود دارد و بنابراین شکل زیرسطحی در لرزه‌نگاری سه بعدی دقیق تر از لرزه‌نگاری دوبعدی به تصویر در خواهد آمد. این کار پس از برداشت اطلاعات لرزهای و در مراحل پردازش داده‌ها انجام میشود که به آن اصطلاحاً مرحله کوچ (Migration) می‌گویند.
رای اجرای یک پروژه لرزه‌نگاری مراحل مختلفی انجام میشود که عبارتند از طراحی عملیات، برداشت داده‌های لرزهای، پردازش داده‌های خام لرزهای و تفسیر اطلاعات پردازش شده.
موفقیت در هر مرحله منوط به صحت اجرای مراحل قبل خواهد بود، ضمن اینکه سطح اطمینان اطلاعات کاملا وابسته به میزان استفاده از تکنولوژی‌های مناسب و به روز است. به عنوان مثال، در یک منطقه ساختمانی پیچیده نمی‌توان از یک لرزه‌نگاری دوبعدی حتی با طراحی بسیار خوب انتظارتصویرسازی بی عیب و نقص را داشت، یا از پردازش اطلاعات سه بعدی در بعد زمان(PSTM) نمی‌توان انتظار تصویرسازی عمقی دقیق بخش‌های زیر گسل‌های معکوس را داشت، بنابراین قبل از اجرای یک پروژه لرزه‌نگاری بایستی مسائل و ابهامات منطقه یا میدان مورد نظر ازسوی فرد یا تیم کارشناس و آگاه، کاملاً بررسی شده و روش‌های لرزه‌نگاری رفع آنها مشخص ، سپس با در نظر گرفتن اولویت رفع مسائل میدان، طراحی بهینه عملیات برای آن پروژه انجام شود. معمولاً عملیات برداشت اطلاعات لرزه‌نگاری به خصوص در مناطق کوهستانی دارای هزینه بسیار زیاد و زمانبر بخش‌های متنوعی تشکیل شده و نتیجه خوب پروژه تنها در صورتی کسب خواهد شد که تمام اجزا و گروه‌های کاری مختلف مانند واگن‌های یک قطار بخار به جای خود، به موقع، به ترتیب و با سرعت متناسب با دیگر اجزا حرکت کنند، از این رو هدایت یک پروژه لرزه‌نگاری نیاز به مدیریت کارآمد و هوشیاری دارد که البته یکی از ابزارهای مهم آن تزریق به موقع منابع مالی به پروژه است. در واقع میتوان گفت لکوموتیو این قطار بخار، مدیریت فنی پروژه و ذغال سنگ آن، پول است. ذکر این نکته لازم است که قطار مفروض از نوع بخار است، یعنی در صورت کاهش سرعت یا ایستادن، بایستی با صرف انرژی خیلی زیاد دوباره به سرعت مناسب برگردانده شود. بسیاری از پروژههای لرزه‌نگاری از مدیریت ضعیف فنی و مالی صدمه شدید میبینند که در نهایت اثرات بسیار مخربی بر کیفیت داده‌های لرزهای گذاشته میشود. اهمیت این موضوع وقتی بیشتر نمایان میشود که به این واقعیت توجه شود که این اطلاعات مبنای تصویرسازی زیرسطحی میدان مورد نظر بوده و با ایجاد خطا در این مرحله بدون شک حفاری‌های ناموفقی در آینده ایجاد شده و حتی امکان دارد سرنوشت کشف یا توسعه صحیح یک میدان کاملاً دگرگون شود. البته این موضوع بدیهی و کاملاً حل شده در صنعت نفت جهان زمانی در شرکت‌های کارفرمای داخلی حل خواهد شد که پروژههای لرزه‌نگاری به عنوان یک فرایند ضروری، اهمیت خود را در قالب اکتشاف و توسعه میادین به دست آورد. در این زمینه به نمونههای زیادی میتوان اشاره کرد که یا پروژه لرزه‌نگاری برای توسعه یک میدان به اجرا در نیامده است، یا اینکه پس از اجرا از داده‌های آن استفاده نشده است، زیرا حین یا قبل از اجرای پروژه لرزه‌نگاری اکثر چاههای میدان حفاری شده یا تعیین موقعیت شده‌اند.
پس از عملیات برداشت اطلاعات لرزهای دو مرحله دیگر نیاز است تا اطلاعات مورد نظر به صورت قابل استفاده برای تعیین موقعیت حفاری چاه‌ها یا شناخت خصوصیات زمین‌شناسی و مخزنی میدان درآید، این مراحل شامل پردازش و تفسیر اطلاعات لرزهای است. توانایی‌های رو به رشد کامپیوتر و تکنولوژی شبکه‌ای کردن آنها در سال‌های اخیر باعث شده است بسیاری از معادلات پیچیده در پردازش و مدل سازی‌های بسیار حجیم در بخش تفسیر قابل اجرا شود. استفاده از روش‌های پردازش نوین مخصوصاً روش‌های عمقی (PSDM) یا غیروابسته به آنالیز سرعت دقت تصویرسازی را در برخی مناطق پیچیده بالا خواهد برد. البته هزینه‌های اجرای آنها نیز بالاتر خواهد بود، ولی در مقایسه با ریسک‌ها یا خطاهای احتمالی حفاری که ناشی از عدم دقت روش‌های معمولی است کاملا توجیه‌پذیر است.
در بخش تفسیر اطلاعات لرزهای نیز با توجه به نوع برداشت اطلاعات لرزهای و میزان کیفیت داده‌ها، همچنین نوع و میزان دقت پردازش آنها، میتوان به نقشه‌های عمقی سرسازندها در پایین‌ترین سطح و مدل‌سازی پارامترهای مختلف ساختمانی و مخزنی در سطوح بالاتر رسید. در برخی داده‌های لرزه ای با توجه به نوع پردازش و البته نوع سنگ مخزن و سنگ پوش حتی میتوان انتظار تشخیص مستقیم مواد هیدروکربنی مخصوصاً گاز و یا سطوح سیالات را داشت.
در آخر ذکر این نکته ضروری است که در صورت بروز ناهمخوانی غیرقابل توجیه عمق‌های حفاری شده در چاه‌ها یا توزیع پارامترهای مخزنی با نتایج تفسیر لرزه نگاری بایستی اشکال مورد نظر بررسی و به یکی از مراحل چهارگانه پروژه لرزه‌نگاری نسبت داده شود و چه بهتر که مرحله آخر تصحیح یا تکرار شود، نه مراحل اول و دوم، زیرا بسیار هزینه بر و زمانبر خواهد بود. پس لازم است در هر پروژه لرزه‌نگاری دقت بسیار زیادی در اجرای تمام مراحل طراحی، عملیات، پردازش و تفسیر اعمال شود.