Các hướng nghiên cứu khoa học của Bộ môn rất đa dạng, có liên quan tới kỹ thuật và công nghệ thuộc những lĩnh vực khoan, khai thác, thu gom, xử lý và vận chuyển dầu khí như sau: 

   - Cải thiện tính chất dung dịch khoan
   - Đảm bảo dòng chảy (lắng đọng paraffin, sa lắng muối trong ống khai thác, kiểm soát cát...)
   - Tối ưu hóa hoạt động khai thác và nâng cao hệ số thu hồi dầu
   - Nghiên cứu các giải pháp tích hợp cho những đối tượng khai thác khác nhau
   - Nghiên cứu ứng dụng machine learning/ Deep learning để giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong lĩnh vực dầu khí
   - Rất nhiều bài báo đã được đăng trên tạp chí quốc tế, trong nước, các ký yếu hội thảo quốc tế và trong nước.