تصور می­شد نقش ژئوشیمی نفت فقط صرف حمایت از تلاش­های اکتشافی است. با این وجود، ایده­ها، ابزارها، و روش­های گسترش یافته برای ارزیابی سنگ­های منشاء نفت­های خام و گازهای طبیعی در بسیاری از مشکلات تولید نفت و گسترش میدان قابل کاربرد خواهد بود. این کاربردها بطور گسترده در دو گروه اصلی اکتشاف و تولید مخزن قرار می­گیرند: همانطور که اکتشاف مخزن عمدتا در ارتباط با شناسایی زون­های بهره­ده، ارزیابی اولیه کیفیت ستون نفت، و تعیین سطح تماس سیالات است، کاربردهای تولید، بیشتر در ارتباط با مشکلات تولید و مسائل توسعه میدان است. این مسائل شامل مسائل ته­نشت آلی، ابهامات پیوستگی مخزنی، مانیتورینگ تولید، مشکلات پیش­رو،  برنامه­های مانیتورینگ بهبود ازدیاد برداشت نفت و ترش شدگی مخزن است. هنگام پرداختن به مشکلات تولید، زمان از اهمیت بالایی برخوردار است و هر گونه ضرر یا کاهش در تولید منجر به از دست رفتن درامد می­شود. اگر چه بسیاری از این مشکلات با روش­های مرسوم مهندسی نفت قابل حل است با این وجود این روش­ها به طور معمول نیازمند وقفه در تولید هستند. رویکرد ژئوشیمیایی به این مشکلات تولید، غالباّ می­تواند بسیار ارزانتر بوده و نیاز به زمان کمتری برای اجرا دارند. ابزارهای ژئوشیمی مخزن شامل روش­های شاخته شده ژئوشیمی از قبیل پیرولیز راک ایول، گاز کروماتوگرافی نفت، آنالیز ایزوتوپی و بیومارکرهای نفت­ها و آنالیزهای ترکیبات و ایزوتوپی گازهای طبیعی می­باشند. بعضی اوقات از این روش­ها به گونه­ای که قبلا در کتاب­ها توضیح داده شده است استفاده می­شود، در حالی که در یک زمان دیگر، برای حل یک مشکل خاص به روشی منحصر به فرد استفاده می­شوند. بعلاوه، اطلاعات گاز موجود در گل حفاری، ایزوتیوب­ها و گاز کروماتوگرافی – استخراج حرارتی  برای تکمیل تکنیک­های مرسوم­تر ژئوشیمیایی بمنظور حل مسائل استفاده می­شوند. یکی از توانمندی­های گروه زمین شناسی نفت پژوهشکده علوم پایه کاربردی، مطالعات مسائل اصلی ژئوشیمی مخزن و چگونگی استفاده از این تکنیک­ها برای حل مشکلات است. همچنین ارزش استفاده از ژئوشیمی نفت در مدیریت مخزن و توسعه میدان برای یافتن راه حل­های سریع برای این مشکلات و کمک به بازگرداندن تولید از دست رفته از توانمندی­های این مجموعه است.

• پایش ژئوشیمیایی مخزن
• بررسی علت ترش شدن نفت و گاز مخزن
• بررسی سطح تماس سیالات
• زون بندی ژئوشیمیایی مخزنی