Trong thực tế, khi một đơn vị khai thác dầu mỏ chủ yếu dời bỏ các giếng dầu, họ thường bỏ lại đằng sau rất nhiều dầu chưa được khai thác. Đa số các bể chứa dầu nằm dưới các giếng khoan của Mỹ trong thế kỷ qua có thể vẫn còn đến gấp hai lần số lượng dầu đã được hút lên khỏi mặt đất. Lý do  thuộc về địa chất học. Dầu bị giữ lại trong các hốc đá nằm sâu trong lòng đất, chìm trong hố thành một lớp, và áp lực của trái đất ngăn chặn sự thoát ra của dầu. Nhưng khi nó rỉ ra, áp lực vẫn còn thu nhỏ trên dầu mỏ. Sau bốn thập kỷ hoạt động, một số giếng dầu cho dòng dầu khai thác quá chậm, các nhà sản xuất dầu mỏ lớn như Công ty Exxon Mobil hoặc Total của Pháp, không còn muốn kéo dài việc khai thác. Vì vậy, họ bán giếng cho các công ty nhỏ hơn, như Công ty Anadarko.

Bây giờ, nhiều kỹ sư đang đánh giá lại sự giầu có hiện còn nằm ẩn dấu dưới các giếng dầu này – chúng bao gồm 400.000 giếng dầu của Mỹ đang sản xuất trung bình 2,2 triệu thùng một ngày, chiếm 15% sản xuất dầu nội địa của Mỹ và 7% tổng số tiêu dùng của Mỹ. Việc sử dụng các kỹ thuật phục hồi nâng cao mới, sẽ làm cho sản lượng của một số giếng dầu chảy thấp được tăng lên đáng kể, thậm chí có khả năng làm sống lại các giếng dầu từ lâu không khai thác nữa.

Hơn nữa, các hệ thống siêu máy tính mới đủ mạnh để kích thích không chỉ một giếng dầu riêng lẻ mà là toàn bộ mỏ dầu. Với sự trợ giúp của máy tính, người ta phát hiện ra các chi tiết ngầm dưới đất mà các nhà địa chất và các kỹ sư dầu mỏ chưa bao giờ nhìn thấy trước đó. Chúng thường tụ tập vào các túi dầu mỏ và gas cô lập, có thể khai thác được bằng việc mở rộng một giếng lân cận. Hoặc, nghiên cứu về các cơ cấu chứa dầu ngầm dưới đất, có thể giúp cho việc xác định các phương pháp khôi phục mới làm tăng hơn nhiều giá trị của mỏ dầu đã có.

Những nhà tư bản khai thác dầu trong những năm đầu của thế kỷ XX hiếm khi hút lên được hơn 10% trữ lượng có trong một bể chứa dầu. Mọi điều trở nên tốt hơn sau chiến tranh thế giới lần thứ II, khi công nghiệp khai thác dầu mỏ phát triển kỹ thuật cấp thứ hai phục hồi áp lực dưới đất bằng việc bơm nước hoặc khí gas thiên nhiên trở lại với dầu. Kỹ thuật cấp thứ hai có khả năng làm cho các công ty dầu mỏ hút được 30% dầu nằm trong các mỏ .

Gần đây hơn, các kỹ sư đã đưa ra kỹ thuật cấp thứ ba, bao gồm các phương pháp phục hồi sử dụng gas, hóa chất, và ngay cả vi khuẩn với kỹ thuật đặc biệt, để làm trẻ lại các giếng dầu cũ. Những phương pháp đó có thể làm tăng gấp đôi tiềm năng khai thác, tới 60 hoặc 70%, trong một số điều kiện lý tưởng, có công ty đã đạt tới 80%. ở một số nơi, có thể phương pháp cấp thứ ba không thực hiện được. Nhưng nếu tính trung bình đạt mức 60%, thì theo Olivier Le Peuch phụ trách các giải pháp thông tin, một đơn vị của Hãng dịch vụ dầu khí khổng lồ Schlumberger nói: “Điều đó đã làm sản lượng dầu mỏ khai thác thực sự tăng gấp đôi so với hiện nay”.

Cho đến nay, các kỹ thuật đó chưa được sử dụng rộng rãi. Giá cả để thực hiện những thủ thuật như làm tăng áp lực dưới đất bằng việc bơm vào hố carbon dioxide không rẻ, có thể làm tăng gấp đôi phí khai thác. Vì vậy trong những năm 1990, khi giá dầu còn ở mức thấp, các nhà sản xuất lớn ít chú ý đến việc khuyến khích áp dụng các phương pháp này. Nhưng sự tăng giá dầu mỏ gần đây đã kích thích các nhà sản xuất dầu mỏ độc lập, nhỏ hơn áp dụng những kỹ thuật cao. Mặc dầu hiện công nghiệp dầu mỏ vẫn còn khai thác được ở mức trung bình 30%. Nhưng điều đó có thể sớm thay đổi, việc sử dụng các siêu máy tính cho biết rõ nơi nào có dầu, với các giếng đã được khoan và thiết bị đã được khấu hao, việc lấy dầu mỏ phụ trội lên là rất có lợi.

Điều đó giải thích tại sao Anadarko đầu tư 684 triệu USD cho các hoạt động dài hạn ở mỏ dầu Salt Creek, mà Công ty mua được với giá 265 triệu USD năm 2003, bao gồm 4.000 giếng đã bơm lên khoảng 700 triệu thùng dầu. Nhưng Anadarko cho rằng, ít nhất còn có thể khai thác được 150 triệu thùng dầu nữa. Bằng việc bơm khí CO2, Anadarko dự tính tăng sản lượng tới 28.000 thùng/ngày, từ mức 5.000 thùng/ngày của năm 2003.

Việc có được khí CO2 không phải là khó khăn. Exxon hiện có một nhà máy chế tạo khí gas thiên nhiên tại Shute Creek, Wyo, vẫn để thoát ra nhiều tấn CO2 hàng năm. Nay một số khí đã được chuyển đến Salt Creek qua một đường ống mới xây dựng 45 triệu USD. Đến năm 2008, tất cả khí CO2 của Exxon sẽ được bơm trở lại vào trái đất, vứt bỏ lâu dài 2 triệu tấn khí carbon dioxit gây hiệu ứng nhà kính/năm, cho khai thác vàng đen của Anadarko. Các kế hoạch tương tự đang được tiến hành ở Southwest, David. J. Borns giám đốc địa kỹ thuật phòng thí nghiệm quốc gia Sandia nói: “Chúng tôi có 1.000 dặm đường ống CO2 nuôi dưỡng việc phục hồi nâng cao các giếng dầu”. Khoảng 25 triệu tấn CO2 một năm được sử dụng để giúp tăng sản xuất dầu mỏ trong khu vực đạt mức khoảng 500.000 thùng/ngày.

ý tưởng mới nhất được gọi là MEOR, dùng vi khuẩn để phục vụ việc phục hồi nâng cao sản lượng khai thác dầu mỏ. Nhiều phòng thí nghiệm khác nhau trên thế giới đang thực hiện kỹ thuật nuôi cấy virút đặc biệt tạo ra CO2 sinh học, cùng với các hóa chất như chất tẩy giúp cho việc kích thích dầu mỏ dời khỏi các hốc đá. Các vi khuẩn có thể nuôi cấy dưới đất hoặc trong các thùng to bên sườn giếng. Do chúng tăng trưởng mãnh liệt, nên kỹ thuật MEOR có thể trở thành phương pháp có hiệu quả về chi phí nhất trong các phương pháp của cấp thứ ba.

MEOR đã được sử dụng ở Venezuela, Trung Quốc, Indonesia và Mỹ để xử lý các mỏ dầu nặng – một dạng đặc nước rỉ đường của dầu mỏ. Các nhà nghiên cứu ở Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge hy vọng phát triển nhánh mới của virút sinh học có thể xâm nhập vào các hốc đá trong đất, biến chất liệu dầu đặc thành dầu thô trôi chảy dễ dàng phun được ra ngoài giếng dầu.

Kỹ thuật khác là tiêm hơi nước vào trong các giếng để làm giảm dạng dẻo của dầu nặng. Điều đó giúp thả ra dòng năng lượng mắc kẹt trong lớp cát nhựa đường nổi tiếng ở Canada. Phần mềm kích thích dòng chẩy trong các mỏ dầu thông thường không làm việc tốt khi các hột cát nhỏ có trong hỗn hợp với dầu mỏ. Nhưng một phần mềm hứa hẹn sẽ xử lý được hỗn hợp dầu và cát, nghiên cứu này đang được Schlumberger, Total và Chevron là chủ sở hữu của nhiều mỏ dầu nặng tài trợ. Kỹ thuật trên có thể kích thích phát triển nhanh hơn các mỏ dầu hỗn hợp cát ở Canada. Dự trữ có thể phục hồi ước tính khoảng 179 tỷ thùng, có thể so với tiềm năng hàng đầu thế giới Saudi Arabia có dự trữ 261 tỷ thùng.

Từ năm 1990, sau khi các hãng dầu lớn bán đi các giếng dầu có dòng chẩy chậm, các công ty nhỏ và trung bình mua chúng đã thắng được một giá trị lớn. Công ty dầu mỏ Marathon và Arco (bây giờ là một phần của BPPLC) sử dụng siêu máy tính nhanh nhất thế giới để phân tích lại tài liệu nghiên cứu địa chấn cũ mà họ mua lại từ các nhà sản xuất lớn. Bartling phụ trách chiến lược marketing cho công ty dầu lửa và gas ở Silicon Graphics Inc nói: “Marathon và Arco đã có khả năng nhìn thấy chi tiết nhỏ bé hơn, và họ bắt gặp dầu ở những nơi mà người khác không thấy”.

Các đơn vị nhỏ như Devon Energy, Newfield Exploration và Spinnaker Exploration cũng nhanh chóng sử dụng mô hình máy tính tiên tiến và các kỹ thuật phục hồi nâng cao mới. Bartling nói: “Họ làm việc chăm chỉ để làm ra 10 USD kinh tế dầu mỏ, bây giờ họ nhận được 60 USD. Đó là giấc mơ của người Mỹ”. Bartling dự đoán cuộc chơi dầu mỏ kỹ thuật cao sẽ còn vượt xa hơn vào năm 2010 .