Forekomsten af olie og gas i den danske del af Nordsøen afhænger af undergrundens egenskaber og påvirkninger gennem tiden. For at beskrive forholdene i undergrunden anvender man bl.a. en række geofysiske og geologiske metoder, hvor resultaterne samles i en konceptuel geologisk model, en bassinmodel. En bassinmodel kan bruges til at forudsige geologiske forhold, tilstedeværelsen af aflejringsbassiner og eventuelle forekomster af olie, samt til at teste mulige hypoteser i områder, hvor der ikke er direkte data. 

Læs mere om Bassinanalyse. 

Et sedimentbassin er et afgrænset område på jordoverfladen, der består af geologiske ressourcer og råstoffer, som menneskeheden betjener sig af, såsom olie, gas, kul, drikkevand, geotermisk vand, mineraler, byggematerialer etc. De geologiske bassiners dannelse og udvikling gennem geologisk tid, deres indhold af geologiske materialer og værdifulde råstoffer og disses forekomst og lødighed udgør et meget vigtigt forskningsfelt. Et eksempel på et bassin er Det Danske Bassin. 

Læs mere om sedimentære bassiner.

Geofysisk afdeling har stor erfaring med den seismiske metode, herunder indsamling, behandling og tolkning af seismiske data. Afdelingen har lavet seismiske undersøgelser i forbindelse med bl.a. Kontinentalsokkelprojektet og som rådgiver for private aktører. Afdelingen indsamler og har adgang til refraktionsseismisk udstyr og råder over up-to-date software. 

Læs mere om Geofysiske metoder.

Aflejringer er sedimenter, der er akkumuleret ved naturlige fysiske og kemiske processer i forskellige aflejringsmiljøer, så som f.eks.: Floder, søer, sumpe, deltaer, havet, skalbanker, ørkener, gletsjere osv. Studier af disse bidrager til konstruktionen af  modeller, der gør det muligt at kortlægge den geologiske udvikling af aflejringerne og beskrive hvorledes geologiske lag er dannet og fordelt i undergrunden. 

Læs mere om Aflejringsmodeller. 

GEUS forsker i stratigrafi og sedimentologi set i forhold til bl.a. reservoirarkitektur og heterogenitet. For at skabe en grundig forståelse af et givent reservoir, integreres mange af de geologiske discipliner som GEUS beskæftiger sig med. GEUS arbejder ud fra en tværfaglig tilgang, der kombinerer geologiske, geofysiske, petrofysiske og andre data, i karakteriseringen af kalk- og sandstensreservoirer.

Læs mere om Reservoirkarakterisering. 

Stratigrafi er en fundamental geologisk metode, som beskriver og redegør for de geologiske lags (bjerg- og jordarter) sammensætning, med henblik på tolkning og kortlægning af jordskorpens geologiske udvikling. Den stratigrafiske metode har stor praktisk betydning ved vurdering af et områdes geologiske ressourcer, hvad enten det er kul, olie, gas, vand, ler, sand, grus, geotermisk varme eller andre ressourcer. Endvidere er stratigrafi grundlæggende, når livets udvikling på jorden skal forstås. 

Læs mere om Stratigrafi.

For at beskrive petroleumssystemer sammenstiller man geologiske modeller. Heri kan indgå en rekonstruktion af den termiske udvikling af potentielle kildebjergarter for at undersøge om de nødvendige forudsætninger er tilstede for, at et givent området kan indeholde kulbrinter. Målet er at opstille en række mulige scenarier for migration af kulbrinter i udvalgte områder. Før man i olieindustrien beslutter sig for at investere i nye boringer eller udbygge allerede eksisterende produktion, er en indgående forståelse af undergrunden væsentlig. GEUS har siden 2011 været projektleder for tre store industrielle multiklient-projekter; PETSYS, CRETSYS og CENSYS. 

Læs mere om Petroleumssystemer og multiklient-projekterne.