Основные направления научных исследований отделения — интерпретация данных о геологической эволюции и современной структуре осадочных бассейнов, разработка геодинамических моделей строения осадочных бассейнов, изучение перспектив нефтегазоносности; проведение литологических исследований осадочных толщ, седиментологического анализа, выявление закономерностей осадконакопления, прогноз фильтрационно-емкостных свойств коллекторов, изучение особенностей и количественная оценка масштабов нефтегазообразования и нефтегазонакопления, прогноз качественных характеристик нефтей.
Кроме того, в отделении ведется разработка и внедрение инновационных технологий построения региональных сейсмогеологических кубов, создания объемных моделей природных резервуаров УВ на основе интеграции седиментационно-емкостного моделирования (СЕМ) и структурно-формационной интерпретации сейсмических данных (СФП) с использованием СВАН-технологий и, в результате, оценка перспектив нефтегазоносности крупных регионов, а также прогноз ФЕС коллекторов продуктивных отложений методом комплексного спектрально-скоростного прогнозирования (КССП).
В состав отделения входят отделы геологии и геодинамики нефтегазоносных территорий, литолого-стратиграфических исследований, геохимических методов прогноза НГН и охраны окружающей среды и шлифовальная мастерская.