Методы ядерного магнитного резонанса (ЯМР) широко используются при анализе углеводородных коллекторов и конструкционных материалов, но, как правило, анализируется сигнал от протонов. Зачастую, разделение вкладов в сигнал ЯМР от протонов воды и углеводородных фракций является трудновыполнимой задачей. При использовании инертных газов, таких как гелий-3, сигнал ЯМР может селективно регистрироваться только от ядерных спинов зонда, проникшего в пористую структуру исследуемого образца. Это в конечном итоге позволит изучать нефтенасыщенность и пористость материалов.

Методы электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ЭПР томографии (EPRI,  получение пространственной информации о неоднородности исследуемого вещества, создание объемного изображения, карты образца) практически не используются в петрофизических исследованиях, их технические и методологические возможности для анализа углеводородного сырья, продуктов его переработки, других возобновляемых и невозобновляемых источников энергии не изучены в полной мере. На данный момент применение методов ЭПР ограничивается стандартным определением наличия и концентрации "свободных" радикалов и ванадил-порфириновых комплексов.

Таким образом, основное направление исследований Лаборатории - демонстрация новых возможностей современной ЯМР и ЭПР спектроскопии в петрофизических исследованиях и анализе нефтехимической продукции.