含油气盆地都会在地表或近地表呈现油气的渗漏信号。这些油气信号在地表地球化学中称为油气异常。在油气勘探技术系列中，地表油气地球化学是一种廉价、快速和直接的勘探手段。虽然经过80多年的发展，但仍然存在很多问题：（1）地表干扰可造成“假异常”；（2）地质条件的影响使得“真异常消失”；（3）油气异常的多样性造成预测的多解性。这些问题的存在使得地表油气地球化学并未得到广泛的应用。
地表油气地球化学的核心问题在于如何能够正确地获取油气异常信号，若能成功获取并应用这些异常，则将会在油气勘探领域发挥重大作用。中国科学院地质与地球物理研究所含油气盆地流体动力学学科组张刘平研究员等人针对上述存在的问题提出了新的概念和方法，并取得了良好的应用效果。他们首先对油气异常开展研究，发现了多种形成机制和相应的多种类型的油气异常，对于不同类型的油气异常，采用不同的预测方式。
他们发现，不分异常类型直接进行预测的做法会造成异常解释具有多解性，同时也是导致预测失败的重要原因之一。为减少多解性，他们建立微渗逸（低强度、垂直）和渗逸（高强度、旁侧）两类油气异常的新概念和相应的预测方法。此外，提取油气异常信号的重要环节是异常下限的确定。传统的异常下限确定公式实际上仅仅是线性变换，需要人为确定异常下限值，不能区分不同类型的异常。
他们从油气异常新概念出发，重新定义异常下限和不同类型异常间的界限，并通过严格的数学推导建立了异常下限和不同类型异常间界限的理论公式。进而，运用统计学、运筹学、分形几何和人工神经网络等多种方法，并且创建和应用逻辑乘聚类分析这一新的数学方法，最终建立起分类识别油气异常的新方法。
针对地表干扰和地质条件对油气异常的影响造成预测成功率低甚至不能预测这一难题，他们通过研究机理，建立理论模型，进行小波分析等处理手段建立起消除干扰和影响的新方法。这套新概念、新方法已在我国渤海湾、二连盆地、鄂尔多斯、吐哈和俄罗斯西西伯利亚盆地等十多个地区进行了应用实践，取得了良好的应用效果。其中，渤海湾盆地东营凹陷南斜坡的应用最为典型。
该区数据受地表干扰、盖层的影响强烈，且异常的多样性强，用过去的概念和方法无法预测油气分布。应用新概念和新方法研究之后，定量消除了各种干扰和影响，并按照异常的形成机理分类识别了异常。研究结果与地球物理和钻探资料相吻合，使地表油气地球化学实现了从不能预测到能够预测油气分布的转变，从而揭示了三个油气富集带。
理论与实践证明，这套新概念与新方法可有效地消除地表干扰、地质影响和减少异常的多解性，适用于风险大、成效差的盆地边缘的油气勘探和盆地其他部位隐蔽油气藏的勘探，对快速预测油气分布，降低钻探风险，提高勘探成效具有促进作用。该研究近期发表在国际海洋与石油地质刊物Marine and Petroleum Geology上。