Vrtanje naftnih vrtin zahteva veliko dela širokega spektra strokovnjakov. Da bi bilo vrtanje naftnih vrtin uspešno opravljeno, je treba zaključiti številne različne faze procesa. Ti vključujejo: začetno iskanje in odkritje nafte; izpolnjevanje pravne in — vse bolj — družbene in okoljske odgovornosti; postavitev ploščadi; in končno pridobivanje olja.
Prvi korak v procesu je iskanje vira olja. Geologi iščejo mesta, kjer razmere kamnin in tal nakazujejo možna naftna polja. Danes jim satelitsko slikanje pomaga preučevati terene. Druge sodobne tehnologije pomagajo pri merjenju anomalij v gravitacijskem in magnetnem polju Zemlje, ki bi lahko kazale na nahajališče nafte. Različna seizmološka orodja se lahko uporabljajo tudi za pošiljanje udarnih valov skozi plasti kamnin, da se ugotovi, ali pod njimi obstajajo naftni bazeni.
Ko je mesto identificirano, je treba obravnavati pravne zadeve. Podjetja morajo delovati v okviru zakonov v jurisdikciji, v kateri se nahaja spletno mesto. Mednarodna prizadevanja držav ter nadnacionalnih in multinacionalnih organizacij zdaj spodbujajo podjetja, da ohranijo določene standarde ne glede na to, kje delujejo. Podjetja morajo vse bolj raziskati in zmanjšati morebitne negativne družbene in okoljske vplive vrtanja naftnih vrtin.
Priprave na vrtanje naftnih vrtin vključujejo čiščenje dreves in izravnavo zemlje. Za shranjevanje nekaterih naravnih odpadkov je zgrajena rezervna jama, umetne smeti pa je treba vedno odstraniti z naravnega območja. Tudi naravni odpadki se včasih s tovornjakom odpeljejo na drugo lokacijo, če bi njihovo zbiranje na lokaciji lahko povzročilo okoljsko škodo na območju. Dostopne ceste so običajno potrebne za prevoz do in z lokacije, vendar v primerih, ko je območje zelo oddaljeno ali je gradnja ceste prepovedana, bo morda treba vzpostaviti alternativni dostop po zraku ali vodnih poteh.
Ko so te priprave opravljene, posadka izkoplje jamo okoli načrtovane lokacije vrtanja. Ta delovni prostor je znan kot “klet”. Nato se izdela glavna vrtalna luknja in okoli nje se izkopljejo druge luknje za shranjevanje. Končno je ploščad postavljena in globoko vrtanje se lahko začne. Na mesto, kjer je vrtalna naprava izkopala, se vstavi ohišje, nato pa cement, da se ustvarijo trdne stene. Po končanem postopku vrtanja se ploščad odstrani in namesti črpalni sistem. Olje se lahko nato ekstrahira.