Một vài phân ngành liên quan được xem là phân ngành của địa chất dầu khí nhằm nghiên cứu bảy đặc điển cơ bản được đề cập ở trên.

Phân tích đá sinh dầu

Bằng các phân tích về đá mẹ, một số lập luận cần phải được thiết lập. Đầu tiên là phải trả lời câu hỏi liệu rằng có đúng là thực sự có mặt đá mẹ trong khu vực nghiên cứu không. Sự xác định và phác họa các đá sinh dầu có tiềm năng còn tùy thuộc vào các nghiên cứu về địa tầng học, cổ sinh học và trầm tích học khu vực nhằm xác định khả năng có mặt của các trầm tích giàu chất hữu cơ được tích tụ trong quá khứ.

Nếu có khả năng xuất hiện các đá sinh dầu cao thì bước tiếp theo là đánh giá độ chín muồi nhiệt của đá mẹ, và tính toán thời gian chín muồi của đá. Sự chín muồi của các đá mẹ (xem diagenesis và nhiên liệu hóa thạch) phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, theo đó phần lớn nhiệt độ chủ yếu để có thể tạo ra dầu nằm trong dải 60° đến 120 °C. Sự sinh khí cũng bắt đầu ở nhiệt độ tương tự, nhưng có thể diễn ra tiếp tục ở nhiệt độ cao hơn khoảng 200 °C. Một cách khác để xác định khả năng sinh dầu/khí đó là tính toán lịch sử chịu nhiệt của đá mẹ. Phương pháp này được thực hiện với sự kết hợp của các phân tích về địa hóa học của đá mẹ (để xác định các kiểu kerogen trong đá mẹ và các đặc chín muồi của chúng) và các phương pháp mô hình hóa vỉa, như phân dải giựt lù, để lập　mô hình gradient nhiệt trong cột trầm tích.

Phân tích bể chứa

Sự tồn tại của đá chứa (đặc biệt là các loại các kết và đá vôi nứt nẻ) được xác định bởi sự kết hợp của các nghiên cứu khu vực (như phân tích các giếng khác trong khu vực), địa tầng học và trầm tích học (để định lượng kiểu mẫu, thế nằm và độ kéo dài của đá trầm tích) và các minh giải địa chấn. Khi đã xác định được bể có khả năng chứa hydrocacbon, các đặc điểm vật lý quan trọng của bể sẽ được chú ý nghiên cứu như độ rỗng và độ thấm. Theo truyền thống, các yếu tố này được xác định thông qua nghiên cứu về các mẫu cục được thu thập trong những cấu trúc nằm liền kề với vỉa mà lộ ra trên mặt đất và bằng kỹ thuật đánh giá hệ tầng sử dụng các công cụ có dây thả vào giếng khoan để đo. Các tiến bộ về thu thập dữ liệu địa chấn và thuộc tính địa chấn của các đá nằm bên dưới mặt đất có thể được sử dụng để suy ra các đặc điểm vật lý/trầm tích của đá chứa.