中國的海洋石油工業是從南海起步的。
南海是西太平洋最大的邊緣海之一，也是中國最大最深的海，面積300多萬平方千米，平均水深超過1000米。南海是歐亞板塊、太平洋板塊和印度洋板塊的結合部，是油氣形成的有利場所。靠近中國華南大陸的南海北部大陸架面積達50萬平方千米，發育有北部灣、鶯歌海、瓊東南、珠江口和臺西南等5個大型新生代沉積盆地。
中國對南海北部大陸架的油氣勘探開始于20世紀50年代末，主要由石油部、地質部和廣東省進行。從20世紀50年代末到改革開放的20多年間，在北部灣盆地發現40個局部構造，鉆探井8口，其中6口見油，發現1個油田、2個含油構造，對盆地構造有了基本認識；在鶯歌海及瓊東南盆地，共做二維地震測線21026千米，鉆探井7口，發現了松濤32－2構造；在珠江口盆地，劃分出珠一、珠二、珠三3個沉積坳陷，推斷是找油的有利地區，并發現了70個局部構造或局部構造顯示，在珠一坳陷的珠5井發現了油流。
調查油氣苗
在海南島西南部樂東縣境內，有一個突出的犄角，犄角的尖端處散布著幾個小村落，統稱為鶯歌海村（現為鶯歌海鎮）。1945年抗日戰爭勝利前夕，鶯歌海漁民曾漢龍、曾漢高、何發，在打漁時親眼看見海上有氣泡和油花冒出。1956年的一天，鶯歌海當地駐軍放映一部介紹里海巴庫油田的蘇聯紀錄片，片里出現海上冒氣泡的鏡頭，漁民們才知道那是石油天然氣，是國家緊缺的東西。于是，鄭光興等漁民首先向鶯歌海鹽場報了礦。鹽場一級一級地向上報告到了廣東省地質處、石油部以及中國石油研究院，引起了各級領導的重視。
當年12月，石油部委托鶯歌海鹽場代取氣樣。于是，鹽場便派人用鐵皮做了一個大漏斗，漏斗上接一條膠皮管，皮管的另一端插入裝滿水的玻璃瓶子里，然后劃船到冒氣泡的海面，將漏斗倒扣在冒氣的地方，用排水取氣法取到了氣樣。同時，鹽場還派諳熟水性的漁民進行潛水觀察。鹽場在對油氣苗先后進行九次調查后，將調查情況寫成材料，與采集到的標本一起分別報送石油部和廣東省鹽務局。石油部接到鶯歌海鹽場的調查報告后，決定派在四川和天然氣打過交道、有采集和鑒定天然氣經驗、又正在北京學習的地質技術人員馬繼祥前往鶯歌海考察油氣苗，了解當地的地質構造情況。
1957年4月，馬繼祥來到鶯歌海，在海南區黨委工業部和鶯歌海鹽場的支持和幫助下，開始了油氣苗的調查工作。他用羅盤測量了冒氣泡的走向，用排水取氣法取了三瓶氣樣，裝了一袋有油膜的海水。他當場打開一瓶氣樣用火點燃，只見火焰呈藍色。
為了進一步了解海底地質情況，他請求海軍榆林基地派潛水員潛入海底觀察地形和一氣泡冒出情況，并取到了氣樣和巖石樣品。在離開鶯歌海前，他在鹽場勘測隊的協助下，乘著小船進行水文調查，用重錘和量繩測出了海上油氣苗處的水深為13米，距海岸1．5千米，海底坡度不大。接著，他又繪出了地質剖畫圖。他通過調查得出這樣的結論：在冒氣泡的地方，海底巖石堅硬，是第三紀的地層；海底裂縫走向110－112度，與海岸露頭走向一致；采集的氣體可燃，火焰淺藍，有硫化氫氣味。他把調查結果向石油部作了匯報。
1957年5月，廣東省石油管理局海南勘探大隊104地質隊從鶯歌海至三亞沿途訪問了上百個村落，并雇用一條小木船到附近海面上調查，確定有39處油氣苗，編繪了1：20萬的油氣苗分布圖。
1958年5月初，石油部派出的調查組一行六人抵達廣州，他們分為兩組，一組到茂名盆地、一組到海南島南部，進行更為廣泛深入的油氣苗調查。到海南島南部的地質人員先到陵水、保亭、通什等地的群眾報礦點考察，發現那些地方的“油苗”原來是氧化鐵經水溶解后的漂浮薄膜，于是他們把考察的重點轉到鶯歌海。7月初，他們到達鶯歌海鹽場，除了采集氣樣外，還請榆林基地海軍派來一艘大型炮艇，攜帶潛水和爆炸設施進行海底爆破，獲得了大量巖石標本。他們回京后寫出了鶯歌海的地質調查報告，預測了雷州半島－海南島北部（含北部灣海域）是一個新生界沉積盆地，鶯歌海西南海域有另一個更大的沉積盆地。
1963年6月，茂名頁巖油公司地質處派109淺海地質隊到鶯歌海，系統收集區域地質調查資料、海上地震資料、鉆孔資料，對油氣苗進行調查落實，并對落實的海上油氣苗進行統一分類、編號，注明位置、狀況，然后重新整理編制了油氣苗分布圖，并提出油氣苗綜合研究成果：油氣苗產出與小背斜軸部裂縫有密切關系，油氣是自上第三系砂層中產出，沿裂縫向上緩緩運移的結果，推測向西南延伸不遠會有大型鶯歌海含油氣盆地存在，海上油氣勘探應主攻鶯歌海。
海上物探
1960年春，根據石油部北京石油科學研究院副院長翁文波的建議，石油部決定由北京石油科學研究院和茂名頁巖油公司組建海上石油研究隊，基地設在鶯歌海。這是中國第一支海上地震隊。
1960年冬，海上作業正式進行。由于調入的設備均系陸地勘探隊所用，因而事前必須進行防水改裝，用高壓膠布包電纜，用塑料袋裝炸藥，用安全套裝雷管。地震試驗是在鶯歌海水道口離岸約3000米以內的淺水區進行的，先作地震折射試驗，再作地震反射試驗。
1961年5月，石油部副部長劉放和廣東省省長陳郁到鶯歌海試驗現場視察后，前往海軍南海艦隊榆林司令部，請求海軍派艦艇支援。榆林基地派來一艘護衛艦和一艘炮艇作為儀器船和爆炸船，進行雙船拖帶作業。石油部調撥了一臺蘇式60道光點地震記錄儀和兩臺地震車裝鉆機，從西安石油儀器廠調撥酒石酸甲鈉晶體檢波器給研究隊。1961年7月，新的試驗開始了，海軍派來的兩艘艦艇，從鶯歌咀至東鑼西鼓島之間離岸10千米以內的淺水區進行地震反射波試驗取得了成功，獲得了一批拖帶放炮的地震記錄。
1963年4月，石油部在對地震記錄進行驗收后，宣布試驗工作結束，批準海上石油研究隊正式投入海上勘探作業。當年10月，租用廣州海運局的“南海175＂號貨輪和從海南石油勘探大隊調入一艘載重75噸的機動木船進行雙船拖帶作業，木船作爆炸船，貨輪作地震儀器接收船，還用一條小木船作為收放電纜的輔助船。
記錄儀器是用蘇式60道光點地震儀，檢波電纜用幾十個籃球懸吊在海面拖帶，用TNT炸藥作震源，采用海上船用六分儀定位。從1963年11月至1964年5月，在海南島鶯歌海至三亞水深30米的淺海區作一次覆蓋地震概查，完成光點地震測線1059．8千米，面積1800平方千米，在鶯歌海油氣苗附近發現一個小型背斜，發現鶯歌咀、望樓港、東鑼灣、西鼓島和南山角等五個鼻狀構造以及一些斷裂。
1964年12月至1965年6月，研究隊先后租用廣州海運局的“南海174”號貨輪和“新華”號客輪在海南島西部從鶯歌海至八所淺海區作一次覆蓋地震概查1242千米，面積7200平方千米。地震資料解釋結果認為，在海南島西端有一個由海南島向西延伸的構造脊，以后地震資料也證實這一構造脊的存在，是北部灣和鶯歌海盆地的地質分界線。
1965年，由于美國侵越戰爭的不斷升級，美國飛機、軍艦經常在海南島西部海域干擾，石油部決定南海海域的勘探研究暫時停止。
