Óleo não convencional é o óleo obtido de uma maneira que difere do método usual de perfuração. Existem muitos óleos não convencionais, incluindo areia oleosa e rocha de xisto, e o termo se aplica mais à forma como o óleo é extraído do que ao próprio óleo. Em termos de eficiência, rendimento e impacto ambiental, o óleo não convencional não é tão bom quanto o óleo convencional. A extração convencional de petróleo está gerando cada vez menos petróleo, portanto, muitas empresas de perfuração de petróleo estão procurando maneiras alternativas de obter petróleo.
Kerogen é um material que se origina de plantas ou animais e foi alterado bacterianamente. Ao contrário do petróleo líquido, que passou por um calor extremo para se tornar um óleo convencional, o querogênio não passou por esse processo. Usando um processo de aquecimento, o querogênio é convertido em uma substância semelhante ao óleo que pode ser usada como o petróleo normal. A rocha de xisto, um tipo de rocha sedimentar, contém grandes quantidades de querogênio e é um método de obtenção de óleo não convencional comumente chamado de óleo de xisto.
O betume, mais frequentemente chamado de areia oleosa por causa de sua textura, parece muito com óleo ou alcatrão, mas não é nenhum dos dois. É um material semissólido que contém óleo degradado e é composto fortemente por partículas de areia e argila. Este método rende pouco petróleo não convencional, porque 2 toneladas (1,814 quilogramas) são necessárias para um barril de petróleo. A forma mais comum de extrair o betume é injetando vapor na areia oleosa, o que reduz a viscosidade do betume e facilita sua coleta.
O óleo pesado é o óleo não convencional que é semelhante ao óleo convencional, mas muito mais pesado. Isso ocorre porque os hidrocarbonetos mais leves encontrados no óleo convencional se degradaram, deixando apenas uma substância pesada. Para extrair óleo pesado, diluentes são adicionados para reduzir a viscosidade geral para que o óleo pesado possa ser bombeado.
A despolimerização térmica (TDP) é um método que emula a natureza e usa diferentes matérias-primas para óleo não convencional. Matérias-primas, como coque de petróleo ou depósitos de resíduos, são adicionadas à unidade TDP. Usando calor e pressão extremos, a matéria-prima é processada para criar óleo. O rendimento do óleo difere dependendo da matéria-prima.
Embora o óleo não convencional ofereça métodos diferentes de obtenção de óleo, ele apresenta riscos ambientais. A maioria dos materiais usados na perfuração e extração de petróleo não convencional contém grandes quantidades de substâncias tóxicas, como o enxofre. As áreas de onde vêm os óleos não convencionais também são geralmente mais perigosas para os trabalhadores.