中国石油发展的第四个阶段是1988至1997年，中国石油科技创新，形成油气增长新高峰阶段。
1988年撤销石油工业部，组建了中国石油天然气总公司，负责陆上（含滩海）地区油气勘探开发，在“稳定东部、发展西部”、“油气并举”的战略方针指引下，石油地质理论不断发展，勘探开发技术长足进步，在勘探开发难度加大的情况下，陆上石油勘探持续发展并维持储量高基值稳定增长，天然气勘探快速发展并进入储量增长高峰期，油气产量双双增长。
东部地区实现了稳定。在复式油气聚集带理论的基础上，进一步发展了富油凹陷满凹含油规律认识；由二维地震发展为三位地震连片采集、处理和解释技术，提高了陆相高精度层序地层学分析和储层预测能力与水平；由数控测井发展为成像测井，提高了各种复杂油气层测井处理和解释技术，东部地区岩性地层油气藏勘探和老区精细勘探取得重大成果。松辽盆地总结了大型坳陷湖盆三角洲沙体岩性油藏成藏规律，以岩性反演为核心的储层预测技术和油藏描述技术的工业化应用，发现了榆树林、永乐、肇州、头台、卫星等亿吨级岩性地层型油田。东部地区老油田多数已进入高含水期，产量递减，油田稳产难度越来越大。大庆油田结合开发地震和生产测井新技术，发展精细油藏描述技术，形成“稳油控水”配套开发技术；同时以聚合物驱为主发展三次采油新技术，逐步形成了较为完整聚驱配套技术，1997年三次采油产量558万吨，聚合物驱油技术和生产规模居世界前列；到1997年大庆油田年产油5千万吨已稳产22年。东部其他老油区推广“稳油控水”技术，完善提高复杂断块油田滚动勘探开发技术，发展稠油热采和低渗透油藏开发技术，实现了持续稳定发展，到1997年十年间年产油一直维持在6千万吨以上。
西部地区取得重大发展。鄂尔多斯盆地进行安塞低渗透油田开发攻关并取得成功后，逐步理清三叠系三角洲砂体、主河道砂体以及富油砂体的分布规律，研发砂体预测方法，扩大了安塞油田的规模，新找到了靖安、南梁等大油田；形成了低渗透油藏开发技术，主要用：低渗透油藏地质评价技术，同步注水、超前注水技术，复合压裂技术，简化地面建设技术等，原油产量逐年提高，1988年141万吨，到1997年达到330万吨。提出并发展了煤成油、低熟油、古生界海相生油等新的理论认识，扩展了油气勘探领域，特别是促进了西部侏罗系煤系地层和古生界海相地层石油勘探的发展。沙漠地地震、山地地震、黄土塬等勘探技术发展，也打破了一些勘探禁区。准格尔盆地腹部沙漠区，发现了较大型的南彩侏罗系油田。塔里木和吐哈盆地山地多、沙漠广阔、勘探目的层埋藏深，经过石油勘探开发会战发展成为增储上产的新油区，十年新增石油探明地质储量5.3亿吨，1988年到1997年从无产油量到产油量达到720万吨。
天然气勘探开发转入以气层气为主快速发展的新阶段。在煤成气理论研究基础上，天然气成因理论由油型气“一元论”发展为煤成气和油型气“二元论”，并形成了多期成藏、晚期成藏以及大中型气田形成理论，发展了沙漠地震、山地地震、黄土塬地震等勘探技术，拓宽了找气领域。在西部地区开展了以石炭而叠系和三叠侏罗系煤系地层为烃原岩的各类气藏勘探，不断取得重大突破。鄂尔多斯盆地新气区迅速崛起，发现了石炭二叠系煤成气为主的、奥陶系古岩溶碳酸盐岩储层的靖边气田，研发了风化壳与沟槽识别技术，拿下了大气田并高准了储量规模；在勘探奥陶系气藏的同时，坚持开展了上古生界天然气科技攻关，提出了石炭二叠系近海大型河流——三角洲砂体岩性圈闭成藏理论，发现一批大气田。柴达木发展了生物气成因理论和第四系天然气成藏规律新认识，提高了地震圈闭识别和测井气层识别技术，使涩北1号、2号和台南气田储量大幅度增长，都成了大气田。四川盆地老气区再铸辉煌，发展地质、地球物理模式相结合的处理解释技术，完善深化高陡构造成藏模式，发现了五百梯等一批大气田，使天然气储量有了较大增长；发展了生物礁和鲕滩气藏成藏理论与模式，研发了鲕滩有效储层的识别与圈定技术，连续获得重大突破，发现了渡口河、罗家寨等大气田。在引进消化国外先进技术和自己研发创新的基础上，已形成了气藏早期描述与数值模拟技术，以试井为核心的气藏动态分析及评价技术，碳酸盐岩气藏开发综合技术，中低含硫气田的防腐技术，低渗砂岩气藏改造技术，气田地面高压集输技术等配套技术，提高了气田开发水平和整体经济效益，到1997年陆上年产气量提高到183亿立方米。（石油知识）