21世纪以来，随着仿生学的思维和方法迅速渗透到各个学科和行业，仿生技术也开始了与石油工程的“约会”。
在油藏研究领域，国内外近年来利用仿生形状记忆聚合物材料可在转变温度控制下随意变形的特性，设计了座封不受井下流体性质影响的仿生封隔器，满足了不同井深条件下的完井需求。而中国科学院院士王守觉提出的“仿生模式识别”概念，则是“软性”仿生研究成果的突出代表，该理论被应用于油气管道工况识别中，在样本较少的情况下取得了较高的识别准确率。
在仿生钻井领域，中国石油大学通过仿生海洋生物贻贝足丝蛋白的超强黏附能力，合成了类似贻贝蛋白质的水溶性聚合物，成功研制了仿生强固壁钻井液体系，该体系在抑制钻屑分散、稳定井壁、携屑等方面效果显著，很好地解决了困扰国际钻井行业很久的井壁失稳问题。此外，通过模仿细菌结构开发的含仿生绒囊钻井液，已在煤层气欠平衡钻井、空气钻井、防漏堵漏、快速钻进等领域得到应用。仿生钻头也是近期钻井研究的一个热点，吉林大学最新研制的仿生耦合PDC钻头，比常规PDC钻头钻进速度提高1.5倍，显著提高了钻井效率。该研究便是借鉴了竹子、牙齿、树木年轮、贝壳、蝼蛄前足等多种生物特性。
在井筒领域，中国研究者通过仿生骨松质三维立体结构，研制出了泡沫金属防砂产品，防砂效果显著，大幅延长了检泵周期。一些研究者通过模拟穿山甲体表的高强度保护鳞片结构，在膨胀锥变径段采用激光刻蚀、超音速火焰喷涂、离子束沉积等方式，进行表面织构蚀刻及硬质涂层涂敷，研发了仿生非光滑表面膨胀锥，现场试验数据表明，与传统膨胀锥相比，其膨胀压力可降低15%以上，且表面磨损明显减少。研究者们还受沙蝎、大象等动物通过感受振动波进行信息传递启发，研发了一种仿生振动通讯技术，该技术在井口安装大功率振动信号发生器作为波源，油管或套管为传输介质，将振动信号传输到井下，井下工具接收到振动信号并进行解调处理，实现地面和井下无线传输。
此外，中国石油大学和中国石化胜利油田分公司合作，通过模拟海草黏滞阻尼作用研发了仿生水草海底防冲刷技术，并在海底管线悬空治理中得到了大范围推广应用；英国Brinker公司模仿血小板在伤口处凝结的原理开发了一种管道自修复技术，并已成功应用于BP公司油田的注水管道和阿帕奇公司油田超期服役的原油集输管道上。
