石油科学技术是以石油和天然气为对象，研究其生成、发现、开采、处理、加工利用的一系列理论认识、方法手段的总称。
科学是人对客观世界的认识，是反映客观现象和规律的知识体系，由科学的概念、定律、定理、原理、学说等系统表述。技术是人对客观世界的改造，是反映所采用的工艺、方法、技能、规则的手段系统。石油科学技术体系中阐述油气生成的生成的原理、油气在自然界运移和赋存的形式、勘探发现的机制、地下油气水渗透和流动规律等的理论性认识部分，属于石油科学范畴；以开采、加工为目的的工艺方法、操作技能、信息手段和标准规范等，则属于石油技术范畴。
技术中也有科学，凡技术工艺的机理性、基础性理论也属于科学范畴，称技术科学。例如，指导石油钻井的岩石破碎力学、钻头及钻柱动力学、钻井工程力学、钻井液流变学等，以及指导油气田开发的油气地下渗流力学、油藏工程学、油层物理学、油田化学、油气动态分析与预测理论等，也属于石油科学范畴。石油科学技术的组成，从大的部分而言，一般包括油气地质科学、油气勘探技术、油气钻井工程技术、油气田开发与开采工艺技术、油气田地面建设工程、油气管道及储运工程、石油机械装备制造技术、石油炼制与石油化工技术等几大部分，每个部分又可分解出众多的专项及单项科学技术。
随着自然科学和社会科学交叉发展而形成的新学科群——软科学的普遍应用，石油软科学也得到了迅速的进展。它为制定决策、战略、策略、规划、计划、方针、政策服务，渗透到石油行业的多个领域，发挥着重要作用，是石油科学技术结构体系中不可或缺的另一个大部分。
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