像所有的海上钻井在美国，在北极钻探比在陆地上钻探石油更昂贵、更复杂，在政治上也更有争议。在海底钻出一个井眼，首先是为了勘探目的，然后作为钻井地点进行开采。
一旦安装完井眼，移除用于安装的临时设备，就会安装一棵“圣诞树”，也就是作业井中最显眼的部分。该系统安装在套管的顶部，可以监测和调节压力和油井的原油流量。它由控制石油流出井的管道和阀门组成，它的许多部分形成了一棵树的外观——因此得名。
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在北极安装钻井的同时，还会建造冰路和冰飞机跑道，钻井平台本身将有几英亩大。在这个过程中会消耗大量的水;美国土地管理局估计，在大约五个月的时间里，用于钻探、开发和建造冰路的水要消耗800万到1500万加仑。据美国鱼类和野生动物管理局(U.S. Fish & Wildlife Service)称，地面储备坑曾用于储存钻探过程中产生的废物，但这些坑在很大程度上已被重新注入地下的方法所取代。
直到20世纪70年代或80年代，大多数油井都是垂直的，但地下原油(碳氢化合物)的储层往往是水平的。根据北极的权力北极国家野生动物保护区(Arctic National Wildlife Refuge)是一个致力于北极国家野生动物保护区石油勘探的组织，该组织的水平钻井技术已经彻底改变了该地区的钻井过程。水平钻井提高了油井的产量，因为它有更大的表面积，而且可以在几英里外和难以到达的地区开采石油。北极电力公司表示，在美国最大的油田普拉德霍湾，90%的井都是水平的。
Arctic Power还推广了其他钻井技术，包括过管旋转钻井，该技术可以将旧井的生产油管再次用于新井。
2005年，布什总统在推动ANWR的钻探时表示，该地区的石油可以通过在保护区2000英亩的土地上钻探来开采。自然资源保护委员会该公司对这一说法提出了质疑，称由于石油分布在150万英亩的沿海平原上，数据来自美国地质调查局(U.S. Geological Survey)，因此完全开采石油将需要包括钻井地点、管道、道路和砾石矿在内的基础设施，仅这些设施就将占地1.2万英亩，但加起来将超过64万英亩。
反对在北极钻探石油的人担心的是该地区的极端条件——冰山、寒冷的天气、深水——该地区从未像现在这样开采石油。剑桥大学海洋物理学教授彼得·沃德姆斯(Peter Wadhams)最担心的是一旦发生石油泄漏——或者只是海底泄漏——石油将与表层海冰相互作用，没有人亲眼目睹或清理过。的独立的沃德汉姆斯解释说，他认为石油将被冰层吸收，并在海洋上运输长达1000英里，如果这样的事件发生在较冷的月份，直到春季才会释放出来，届时石油将被输送到北极不可预测的地区，而且对那些生态系统和野生动物的毒性更大，因为冰层保护了石油不受风化作用。他对这些预测很确定，因为他专门做过石油与冰冻海洋相互作用的实验。
壳牌(Shell)在未知的北极地区进行钻探的计划最为激进，该公司表示，它将能够清理掉95%的泄漏在北极的石油。随着基督教科学箴言报他指出，这一成功率以前从未在任何地方的石油泄漏中达到过，而英国石油公司在墨西哥湾泄漏后的机械回收约为3%。专家们很难相信一个新的纪录会在一个如此偏远、鲜为人知、物理环境也是世界上最恶劣的地区被创造出来。
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