我國油田水文地質的發展可劃分為三個階段。
1.起步階段
舊中國的石油工業極其落後，絕大部分沈積盆地沒有進行過石油地質調查，油氣產量極低，只有玉門、延長等幾個小油田。從事石油地質的技術人員甚微，石油水文地質調查與研究更是壹個空白點。新中國成立後，我國石油工業得到飛躍發展，在主要含油氣盆地內開展了大規模的石油和天然氣的普查與勘探工作。隨著油氣勘查的需要，在酒泉盆地、準噶爾盆地、柴達木盆地、四川盆地及鄂爾多斯盆地相繼進行了有計劃的區域水文地質調查，開始研究地下水與油氣的關系，油田水資料逐日增多。與此同時，北京、長春、成都等地質院校和其他大學開設了水文地質(包括油田水)課程，邀請蘇聯專家、學者來華講學，教科書和主要參考書刊基本上是蘇聯的翻譯稿，如：《普通水文地質學》(歐維奇尼柯夫)；《水文地質學概論》(克利門托夫)；《地下水普查與勘探》(卡明斯基)；《水文地質學講座》(克雷洛夫)；《天然水系中的油田水》(蘇林)；《油礦水文地質學》(蘇哈列夫)。在油田水文地質生產與科研中，主要沿用著蘇聯的技術與方法，按照蘇聯專家的建議進行工作。1955年初，我國正式開始進行區域性綜合水文地質普查。同年，在石油地質學家關士聰院士的倡導下，地質部西北地質局在六盤山地區開展了地下水石油普查工作，開創了我國水化學找油的先河。其後地質部物探所在四川、克拉瑪依等地區進行了水化學找油試驗。
該階段主要是學習原蘇聯的經驗、技術與方法，開始建立我國的油田水文地質事業，培養人才、配合石油普查勘探進行區域水文地質調查。
2.總結研究階段
從20世紀50年代後期至70年代末，隨著我國東部油氣普查勘探的重大突破(松遼盆地和渤海灣盆地等)和油田開發事業的飛躍發展，油田水文地質基礎資料日益豐富，許多油田(大慶、扶余、勝利、大港、冀中、江漢、河南、長慶、四川等)都配備了水文地質技術人員，組織成立了專門的油田水研究科室。他們從本地區油氣勘探實際需要，壹方面承擔油田供水水文地質調查任務，另壹方面，探討油氣賦存的水文地質條件，總結油田水化學成分的基本特征。例如：地質部石油局第三普查勘探大隊綜合研究隊專設水文地質組，以鄂爾多斯盆地中生界三疊系和侏羅系為主，研究油氣運移的水文地質條件、探討三延(延長、延安、延川)地區油氣富集的水文地質規律、總結已知油田(永坪、延長、棗園等)的水文地球化學特征、進行水化學找油試驗，探討水化學指標與方法；長慶油田水文地質科研人員(劉孝漢等)，對鄂爾多斯盆地侏羅系下統油田水特征及其與油氣藏保存條件等進行了總結研究，系統整理了李莊子、馬家灘、大水坑、馬嶺、華池等油田的中-下侏羅統和上三疊統油田水分析資料；四川石油管理局(劉方槐等)對四川盆地進行大規模的區域水文地質調查研究，提出了地層水由盆地內部向盆地周邊運動的新觀點，得出與傳統認識相悖的結論，對川東地區三疊系、二疊系、石炭系水文地質條件與構造內含氣程度進行了預測；成都地質學院(孫世雄等)和水文地質工程地質研究所(汪蘊璞等)對四川盆地鹵水形成、古水文地質條件及鹵水活動的地球化學形跡等進行了研究；玉門油礦水文地質人員根據鴨兒峽、石油溝和老君廟油田的鉆孔水化學資料，結合區域水文地質成果，建立了水化學垂直剖面，除水型隨時代變老變為CaCl2型外，其他水化學成分(礦化度、變質系數、氯硫比值等)都沒有出現原蘇聯學者指出的隨深度增加而增高(降低)的有序現象；在松遼盆地，大慶油田科學研究設計院(王軍、黃福堂等)，總結了油田水化學成分特征——以單壹的NaHCO3型水、以Cl組、Na亞組為主、礦化度1～12g/L、含有I、Br、B、NH4等微量組分。並根據礦化度和鹽化系數(rCl/rHCO3+rCO3)二者的關系分為三類：較高礦化度(6～12g/L)的NaHCO3型水、中等礦化度(3～6g/L)的NaHCO3型水，鹽化系數0.5～10之間、低礦化度(＜3g/L)的NaHCO3型水，鹽化系數0.1～5之間，後者不利於油氣保存。探討了喇嘛甸、薩爾圖、杏樹崗三個油區油田註水過程中油氣水物理化學性質的變化，初步總結了油氣水物理化學性質的分析指標，在註水過程中，由於氧化、溶解、油層溫度、壓力、生物化學作用和脫水過程中輕質餾分的損失，是油氣水物理化學性質發生變化的因素；吉林油田石油研究院(楊忠輝等)對松遼盆地南部油田水分析數據，利用函數式計算了扶余、新木、紅崗、乾安、農安等地區判別函數值進行含油氣預測，並對水中可溶有機組分(苯、有機酸)等進行了試驗總結；石油部石油勘探開發研究院(李濟民等)總結了油田水特性指標的應用規律，以脫硫系數為主，結合封閉系數(rNH4+rH2S/rSO4)可以說明油氣的存在，用成因系數結合礦化度，脫硫系數和鈉氯比值的變化規律判斷油氣水運移方向，總結了正向和反向油田水化學剖面特征及其與油氣藏的關系；華北石油勘探指揮部勘探研究院(謝家聲等)總結了冀中坳陷古潛山和第三紀水文地質條件及其與油氣運移、聚集、保存的關系、地下水化學成分，尤其是水中有機組分(苯及其同系物、酚、揮發性有機酸、環烷酸和銨)與油氣的關系；河南石油會戰指揮部勘探開發研究院(汪義先等)針對著南襄盆地(尤其是泌陽凹陷)油田水為低礦化度的NaHCO3型水的特點，提出適用於本區的水文地球分學垂直分帶和水化學類型；江漢石油管理局勘探開發研究院(李際明、余蓮聲)總結了潛江凹陷下第三系高礦化度、高硫酸根地下水化學成分(包括常量組分、礦化度、碘、溴、硼、鋰等)在平面和縱向上的分布規律，探討了地下水化學成分及其與油氣的關系，認為礦化度高達200g/L以上的油田水是發展鹽化工業的重要原料，有寬闊的開發應用前景；長春地質學院(孫杉、張先起等)研究了深成地下水(存在於地殼下部巖漿殼和上地幔中的水)在石油成礦過程中的作用，並以冀中坳陷不同時代(第四系與上第三系、下第三系和古潛山)地下水為例研究了氫、氧同位素的組成、結合水化學成分特征，探討了地下水來源、成因及其與油氣的關系；成都地質學院(孫世雄、沈治安等)研究了我國海相和陸相油田水化學成分特征，指出古水文地質分析在油田形成、保存與破壞中的作用與意義，結合冀中古潛山油田探討了古水文地質的研究方法與內容，提出了渤海灣盆地古水動力的四個區帶；地質部地質科學院水文地質工程地質研究所(汪蘊璞、王田榮、王東升、王煥夫等)研究了四川盆地鹵水的特點與成因；1975年和1976年分別在《水文地質工程地質》與《地質學報》發表了《評蘇林油田水理論中的幾個問題》，認為B、A蘇林油田水理論有壹定的局限性，束縛著我國油田水理論的建立；新疆石油管理局勘探開發研究院(王仲侯等)總結克拉瑪依油田水化學成分時，在三疊系(56＃)油田水中發現了礦化度高達26～27g/L以上的Na2SO4型水，在垂直剖面上與CaCl2型水或NaHCO3型水交替出現，在平面分布上介於CaCl2型水和NaHCO3水之間；他還對《評蘇林油田水理論中的個問題》壹文提出不同的意見；地質部石油101隊(張金來、劉崇禧等)對我國已勘探開發的主要含油氣盆地的水文地球化學特征進行了比較系統的整理研究，歸納了我國陸相油田水化學成分的組成——礦化度、離子比值、有機組分，微量元素、同位素(氫、氧和碳)等；提出離子組合的概念和油田水化學成分分類的幾種思考方案；進行了地下水的蒸發、溶濾等模擬試驗及水化學找油方法的試驗與總結；應用數理統計方法研究油田水化學組分之間的關系；開發了油田水有機組分的分析測試技術與方法等。
上述科技工作者的辛勤勞動，促進了我國油田水研究地飛躍發展，逐步形成了或迎來了壹門石油地質與水文地質密切結合的邊緣學科——油氣水文地質學，並開始探索具有我國石油地質理論特色的水文地質勘探程序和研究方法，走向了為區域含油氣遠景預測評價及油田勘探開發服務的道路。
3.開拓創新發展階段
從20世紀80年代初，我國油氣水文地質工作進入了壹個新的高速發展階段；取得豐富的研究成果與良好地應用效果，主要表現在以下幾個方面：
1)中國地質學會石油地質專業委員會於1981年在合肥召開了“中國油田水地球化學學術討論會”，來自地質部、石油工業部、中國科學院及高等院校代表75人，提交學術論文42篇。中國科學院學部委員、中國地質學會石油地質，專業委員會主任委員關士聰主持了會議，中國科學院學部委員、水文地質專家張宗祜作了書面發言。會議論文涉及的內容包括：我國主要含油氣盆地油田水文地球化學特征與油氣的關系、油田水化學成分分類、油田水起源、油氣藏的淺層水文地球化學效應、水化學法在石油普查勘探中的應用、古水文地質分析與油氣遠景評價、深成水在油氣礦產形成中的作用、計算機新技術在油田水研究中的應用，水動力條件在油氣藏形成中的作用，分析測試技術方法等。本次會議是我國首次專門的油田水會議。石油水文地質工作者聚集壹堂，在“百花齊放、百家爭鳴”的方針指導下，進行成果交流、自由討論、各抒己見、暢所欲言，學術氣氛異常活躍。這次會議檢閱了成果，交流了經驗，明確了方向，增強了協作。對促進我國油田水研究、提高整體研究水平，加快油田水事業的發展步伐具有深遠的意義，在國內外產生壹定的影響。
2)吸取國內外油田水文地質研究的經驗，通過油氣生產實踐，使我國油田水文地質工作進入了以石油地質為基礎、圍繞著油氣普查勘探與開發的實際需要，走向為油氣生產服務的道路。結合以勘探開發我國東部陸相油氣田為主的總目標，重點研究了陸相油田水文地質特征，其後加大了海相油田水文地質研究的力度，取得了壹些有獨創特點的研究成果，每年都有不少論文發表，按年份舉例如下：
我國油田水的離子組合特征(地球化學，1978年，劉崇禧)；我國油田水的基本特征及其分類討論(地質論評，1979年，張金來)；壹個值得註意的地質信息-酚(古潛山，1980年，謝家聲)；天然氣中凝析水和烴類水化物的形成(天然氣工業，1981年，劉倫)；油田水文地質勘探中水化學及其特征指標的綜合應用(石油勘探與開發，1982年，劉濟民)；油氣田的水文地球化學標誌及其應用(石油及天然地質，1982年，楊忠輝)；泌陽凹陷油田水文地球化學特征及其與油氣的關系(石油實驗地質，1983年，汪義先)；泰州地區古水文地質條件與油氣(石油與天然氣地質，1983年，龔與覲)；四川盆南部水化學場及其成因(地球科學，1984年，汪蘊璞)；利用地層水中的溶解氣進行含油氣遠景評價(天然氣工業，1985年，劉方槐)；濟陽坳陷古水文地質條件與油氣聚集(石油實驗地質，1986年，楊緒充)；尋找油氣田的水文地球化學標誌(石油勘探與開發，1987年，劉崇禧)；潛江凹陷油田水有機組分的地球化學特征(石油實驗地質，1988年，林九皓)；論含油氣盆地的地下水動力環境(石油學報，1989年，楊緒充)；中原油田文留地區礦化度數據的三維分析(地質科學，1990年，張廣銳)；初探地下水溶解氣及其對氣藏形成的影響(石油勘探與開發，1991年，孫永祥)；再探地下水對氣藏形成的影響(石油勘探與開發，1992年，孫永祥)；松遼盆地北部地層水中“指紋標誌”化合物的分布特征及其與油氣關系的研究(地球化學，1993年，黃福堂)；扶揚油層水化學場特征及其成因(大慶石油勘探與開發，1994年，樓章華)；塔裏木盆地油田水有機地球化學特征分類及其石油地質意義(石油勘探與開發，1995年，李偉)；塔裏木盆地油田水地球化學(地球化學，1996年，蔡春芳)；西湖凹陷油氣運聚成藏的水文地質論證(中國海上油氣，1997年，汪蘊璞)；沁水盆地煤層氣的水文地質控制作用(石油勘探與開發；1998年，池衛國)；油田水動力系統與油氣藏的形成(海洋地質與第四紀地質，1998年，陳建文)；盆地三維水動力數值模擬方法及其應用(石油勘探與開發，2000年，鄧林)；塔裏木油田水溶重烴研究及其應用(新疆石油地質，2001年，陳傳平)；塔河油田及鄰區地層水成因探討(石油實驗地質，2002年，蔡立國)；水溶氣資源富集的主控因素及其評價方法的探討(天然氣地球科學，2003年，武曉春)；碳酸根和碳酸氫根測定方法和自動測定儀(現代儀器，2004年，鄭誌霞)；水動力條件對煤層氣含量的影響-煤層氣滯留水控氣論(天然氣地質科學，2005年，秦勝正等。)
上述有代表性論文是從覆蓋我國主要含油氣盆地大量的油田水文地質基礎研究中提煉出來的，從壹個側面反映了我國現階段研究的現狀與水平。值得提及的是石油生產單位，科研機構和大專院校等不僅加大了油田水文地質研究的力度，而且形成了生產與科研相結合，多單位協作攻關的研究群體。石油工業部在翟光明院士的組織下，對全國各油田的水文地質特征進行了比較系統的總結。油田水文地質研究納入國家科技攻關項目，如“七五”期間的“四川盆地二疊系水文地質條件對油氣運聚與保存控制的探討”(四川石油管理局楊家琦等)；“九五”期間的“塔裏木盆地油田水文地質與油氣聚集關系的研究”(石油勘探開發研究院李偉等)；和“川西地區上三疊統水化學場、水動力場與油氣富集關系研究”(中石油廊坊分院天然氣所吳世祥等)。國家自然科學基金資助項目，如“我國大陸區新生代深層地下水系統演化與地下水成礦作用”(中國地質大學沈照理)；“塔裏木盆地古生界油田水的成因和混合證據”(中國科學院地質與地球物理研究所蔡春芳)。大專院校的水文地質博士生也將油田水文地質作為選題進行研究，如“臨邑盆地水化學成分特征及其研究意義”(1991年，張作辰，中國地質大學)；“泌陽凹陷石油運移聚集的水化學場與水動力場研究”(1992年，李廣賀，中國地質大學)。江漢石油學院僅83級本科生就有五人以油田水研究作為畢業論文。有些油田也將油田水文地質列入本系統重大基礎研究課題，如：“克拉瑪依油田八區油氣水研究與油源重新探討”和“準噶爾盆地西北緣石炭系油田水化學研究”(新疆石油管理局勘探開發研究院，王仲侯，1981年和1985年)；“冀中坳陷地下水的氫和氧同位素組成與成因”(長春地質學院，孫杉等，1981年)；“冀中坳陷水文地質條件與油氣分布”(華北石油勘探開發設計研究院，趙寶忠等，1984年)；“濟陽坳陷油田水水化學特征及其與油氣聚集的關系”、“東營凹陷重質油形成的水文地質條件的研究”(勝利石油管理局地質科學研究院，任發琛等，1989年)；“鶯-瓊盆地油田水化學研究”(中海油南海西部石油公司地質研究院，1989年)；“沈積盆地中油氣運移聚集與區域地下水流動之間的關系”(中國地質大學，王明等，1991年)；“泌陽凹陷古水文地與無機絡合物研究”(河南石油管理局，周留紀，1991年)“松遼盆地北部扶揚油層地下水動力特征與油氣藏關系的研究”(大慶石油管理局勘探開發研究院，1991年)；“東營凹陷流體歷史與油氣藏形成分析”(勝利石油管理局勘探事業部等，2001年)；“貝爾斷陷地層水分析數據含油性的綜合評價”(大慶石油管理局勘探開發研究院，2005年)；“烏爾遜凹陷地下水特征與油氣關系的研究”(大慶石油管理局勘探開發研究院，2006年)；“四川盆地川東地區地下水與油氣關系研究”(中國石油勘探開發研究院，李偉等，2002～2005年)。汪蘊璞、王煥夫在吸取前人古水文地質研究成果的合理部分，提出水文地質期的概念以區別於水文地質旋回。“期”是沈積盆地水文地質發育史的組成部分，是反映地下水形成的壹個特定的地球化學環境的地質時間段，以地殼構造運動、水動力條件及地球物理、地球化學場三個標誌劃分出：沈積作用水文地質期、淋濾作用水文地質期、埋藏封閉作用水文地質期、構造熱液作用水文地質期。並以冀中坳陷和四川盆地為例，討論了其意義，有較高的應用價值。
地球化學和石油地質學家也十分重視油田水文地質學，並進行有意義的研究。例如：梅博文教授在《儲層地球化學譯文集》(1992年)寫到：油田水中有機酸和CO2是控制儲層中礦物溶解、沈澱過程的主要因素，分析測試它們的濃度與組成，不僅對次生孔隙的預測有重要意義，而且為避免油層損傷和結垢采取新的工藝措施，提供了水文地球化學依據。林任子教授在《儲層地球化學進展及應用》(1995年)指出：伴隨著烴源巖的壓縮失水過程，生油層中大量的有機酸被排擠進了儲集層，形成了金屬有機酸絡合物通常溶於水，因此，研究油田水中有機酸，可以在認識次生孔隙形成機制的基礎上，利用地球化學趨勢來預測孔隙度增長過程的發生和範圍。王鐵冠教授編譯的《油藏地球化學》也涉及到油田水文地球化學問題，由於石油含有多種化合物，在石油、水和礦物基質之間呈現差異分配現象，在無相態變化的情況下，儲層石油的組成是排烴成分加上運移途徑中水相和固相分配作用所引起變化的函數。因而可以通過對儲層石油和地層水中精心選擇的化合物測定作出評估，如有機酸、酚類等化合物。另壹方面，流體(水、氣、油)的成分經常是非均質性的，通過使用靈敏的天然同位素示蹤劑，可檢測出微弱的非均質性，及利用地層水的變化評價油藏的分隔性。蔡春芳研究員等以塔裏木盆地為主，探討了埋藏成巖過程中水-巖相互作用，根據油田水化學成分結合流體勢變化追蹤油氣運移與聚集途徑。
地質流體分析是當今國際地學研究的前沿課題。沈積盆地的巖石孔隙-裂隙內都貯存有流體(石油、天然氣和地下水)，其中水是主體部分。在油氣地質領域內，油氣的多期次運、聚、散、保都是在地下水的參與下進行的，分析沈積盆地內水文地質條件是研究油氣成藏規律的有效途徑。我國油氣勘查家和水文地質家已經攜手***同進行研究。
化驗分析是油田水文地質研究的重要技術手段，我國各油田都建立了油田水分析測試實驗室。近二十年來，隨著科學技術的進步，現代分析檢測儀器設備的不斷更新，油田水分析測試技術與方法有了很大的改進和提高，正向著系列化、標準化、定量化的方向發展，建立了壹套比較完善的油田水化學成分分析測試方法，包括：樣品采集與保存方法；不穩定組分的現場測試——pH、EH、水溫、溶解氧、電阻率、硫化氫、二氧化碳等；樣品的前期預處理技術(萃取、富集、提純、酸化等)；巖石樣品的相關參數分析(孔隙度、滲透率、殘余鹽等)；開發了油田水中有機組分的分析技術方法(可溶氣態烴、苯酚同系物及芳烴化合物、烷烴組分、有機酸等)；引進了水中氫、氧、碳、鍶的同位素分析技術；油田水中微量元素快速分析測試的等離子色譜分析；開創了三維熒光、同步熒光的鑒別分析技術等。油田水化學分析應用了色譜(氣相、液相、色質等)、光譜、紅外、質譜等現代測試儀器。提高了分析靈敏度和數據的可信度。各油田先後建立了油田水分析實驗手冊與規程，統壹了分析方法。大慶油田勘探開發研究院(黃福堂、蔣宗樂等，1995年)對油田水分析與應用作了系統的總結。油田水分析化驗技術人員，發表了許多有創新性質的論文，如：水瀝青的分析方法及石油地質意義(石油實驗地質，吳德雲，1982年)；水中氣態烴的脫氣方法(石油實驗地質，崔秀榮，1982年)；應用紫外吸收光譜及熒光譜測定地層水中的芳烴(石油實驗地質，伍大俊，1982年)；地層水中苯系物的色譜分析方法及其石油地質意義(石油實驗地質，蔡映寶，1982年)；薄層層析法分離與鑒定水中酚系物(石油實驗地質，伍大俊，1983年)；電位容量法測定油田水中Ca2+，Cl-離子(國外油田工程，黃福堂，蔣宗樂，1989年)
20世紀80代以後，我國油田水文地質工作者，對油田水文地質特征、水文地質勘探工作方法及其在油氣勘查中的效果等進行了系統總結，出版了以下專著：
1987年，地質礦產部水文地質工程地質研究所、石油工業部華北石油勘探開發研究院、地質礦部產部石油地質綜合大隊101隊。《油田古水文地質與水文地球化學》。北京：科學出版社。
1988年，劉崇禧，孫世雄。《水文地球化學找油理論與方法》。北京：地質出版社。
1991年，劉方槐，顏婉蓀。《油田水文地質學原理》。北京：石油工業出版社。
1991年，邸世祥。《油田水文地質學》。西安：西北大學出版社。
1993年，楊緒充。《油氣田水文地質學》。北京：石油大學出版社。
1994年，高錫興。《中國含油氣盆地油田水》。北京：石油工業出版社。
1995年，樓章華，高瑞琪，蔡希源等。《松遼盆地流體歷史分析》。石油實驗地質增刊。
1997年，蔡春芳，梅博文等。《塔裏木盆地流體-巖石相互作用研究》。北京：地質出版社。
1998年，黃福堂，蔣宗樂等。《油田水的分析與應用》。北京：石油工業出版社。
1999年，黃福堂。《松遼盆地油氣水地球化學》。北京：石油工業出版社。
1999年，賈慶仲等譯。《油田巖石與水地球化學論文集》。北京：石油工業出版社。
從20世紀末，我國石油水文地質研究進入了以中青年科技工作者為主體的新時代，他們繼往開來承擔著生產與科研的繁重任務、迎接新世紀的挑戰。這些朝氣蓬勃、勇於實踐、善於探索、敢於創新的青年群體的湧現，以及密切結合生產、理論聯系實際的研究成果，展示了我國石油水文地質界人才濟濟，後繼有人的可喜局面。近年來，壹些為解決油氣遠景預測與勘探開發中實際問題的水文地質研究成果，表現出壹定的水平。預示著我國油田水文地質工作將跨入具有自身特色、為油氣生產服務的新時期。
綜上所述，我國油田水文地質工作，已經走出“學國外、跟國外、重復國外”的階段，在陸相成油理論的指導下，其研究領域不斷拓寬、深化、自陸地到海洋、由陸相到海相、從石油到天然氣(包括煤成氣、生物成因氣)、還涉及深成地下水，整體研究水平有很大提高，進入了解決我國石油地條件下水文地質問題的新階段。
前述油田水文地質研究現狀可以看出，各國研究的側重點有所差異。總體來講，歐美國家十分重視油氣運聚的水動力條件研究，起步或研究的深度遠遠早於油田水化學成分的研究；原蘇聯是系統研究油田水化學成分最早的國家，最先提出古水文地質研究的理論與方法；我國從研究陸相油田水化學成分特征及水化學找油技術方法入手，在吸取國外先進理論與經驗的基礎上，走向水動力與水化學相結合、古代和現代水文地質條件同時研究的道路。