21世紀以來，隨著仿生學的思維和方法迅速滲透到各個學科和行業，仿生技術也開始了與石油工程的“約會”，從而逐漸衍生出了特色鮮明的“石油工程仿生學”。

在油藏研究領域，利用仿生形狀記憶聚合物材料可在轉變溫度控制下隨意變形的特性，設計的座封不受井下流體性質影響的仿生封隔器，滿足了不同井深條件下的完井需求。

在仿生鑽井領域，透過仿生海洋生物貽貝足絲蛋白的超強黏附能力，合成了類似貽貝蛋白質的水溶性聚合物，成功研製的仿生強固壁鑽井液體系，在抑制鑽屑分散、穩定井壁、攜屑等方面效果顯著，很好地解決了困擾鑽井行業的井壁失穩問題。此外，透過模仿細菌結構開發的含仿生絨囊鑽井液，已在煤層氣欠平衡鑽井、空氣鑽井、防漏堵漏、快速鑽進等領域得到應用。

仿生鑽頭也是鑽井研究的一個熱點，透過借鑑竹子、牙齒、樹木年輪、貝殼、螻蛄前足等多種生物特性研製的仿生耦合PDC鑽頭，比常規PDC鑽頭鑽進速度提高1.5倍，顯著提高了鑽井效率。

在井筒領域，透過仿生骨松質三維立體結構，研製出的泡沫金屬防砂產品，防砂效果顯著，大幅延長了檢泵週期。

一些研究者透過模擬穿山甲體表的高強度保護鱗片結構，在膨脹錐變徑段採用鐳射刻蝕、超音速火焰噴塗、離子束沉積等方式，進行表面織構蝕刻及硬質塗層塗敷，研發了仿生非光滑表面膨脹錐，現場試驗資料表明，與傳統膨脹錐相比，其膨脹壓力可降低15%以上，且表面磨損明顯減少。

研究者們還受沙蠍、大象等動物透過感受振動波進行資訊傳遞啟發，研發了一種仿生振動通訊技術，該技術在井口安裝大功率振動訊號發生器作為波源，油管或套管為傳輸介質，將振動訊號傳輸到井下，井下工具接收到振動訊號並進行解調處理，實現地面和井下無線傳輸。

此外，透過模擬海草黏滯阻尼作用研發了仿生水草海底防沖刷技術，並在海底管線懸空治理中得到了大範圍推廣應用；透過模仿血小板在傷口處凝結的原理開發的一種管道自修復技術，已成功應用於注水管道和超期服役的原油集輸管道上。

“仿生井”概念則是未來石油工程仿生髮展的集中體現，代表了未來石油工程仿生研究成果的高度融合。在此概念下，未來的油井可能會像植物一樣“生長”，像植物尋找土壤中溼潤的地方一樣尋找油氣，一旦鑽好垂直井（種植井）後，井將會“按自己的方式生長”。一個智慧的分支會延伸到一塊含油區域，一旦該區域水淹後，就將這個分支“砍掉”，並在另一個含油區域“長出”另一個分支，如此反覆。