استفاده از ورق های ژئوممبران در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی یا به عبارتی استفاده از علم ژئوسنتتیک در این صنعت روز به روز در حال افزایش است در این صنایع مواد ارزشمند مانند بنزین یا گاز مایع طی عملیات مختلفی از مواد شمیایی خام مانند نفت خام جدا می شوند یا از آنها به وجود می آیند که  برای نگهداری مواد اولیه و یا انجام فرآیندهای میانی و پایانی و همچنین برای انبار کردن فرآورده های نفتی گوناگون نیازمند مخازن می باشند به طور مثال در استخراج نفت خام، بهمراه نفت خام نمک و ترکیبات شیمیایی گوناگونی هم استخراج می گردند که می بایست برای جلوگیری از خوردگی تجهیزات نفتی از آن جداسازی گردند.

برای جداسازی و نمک زدایی آنها را در حوضچه هایی نگهداری می کنند و برای جلوگیری از نشت و عدم بروز مشکلات زیست محیطی این حوضچه ها ( حوضچه های هیپ لیچینگ ) می بایست با ورق های ژئوممبران عایق گردند به دلیل مقاومت بسیار بالای ورق ژئوممبران در مقابل واکنش ها با مواد شیمیایی برای ذخیره و نگهداری پساب و گل حفاری از این ورق ها برای عایق بندی بستر حوضچه ها استفاده می شود که نسبت به روش های سنتی خطرات و هزینه‌های نگهداری این مخازن کاهش چشم گیری داشته است.

کاربرد دیگر ژئوممبران ها در صنایع استخراج و پتروشمی  استفاده از آنها در آب بندی مخازن بتنی می باشد.در گذشته بسیاری از مخازن  نفت و گاز فلزی بودند که در اثر واکنش های شیمایی مواد ذخیره شده در آن و یا عوامل محیطی مثل باران و آلودگی های محیط این مخازن سوراخ شده و در نتیجه حجمی از ذخیره به هدر می رفت که این خود خطرات و آلودگی های محیط زیست را نیز در برداشت که با پیشرفت علم و تکنولوژی این مخازن از بتن ساخته شد و در نتیجه این سازه ها می بایست آببند گردند.

یکی از روش های آب بندی استفاده از  ژئوممبران ها می باشد و همچنین برای محافظت و جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی و آب بندی فونداسیون در برابر نفوذ مایعات حاصل از نشتی احتمالی مواد نفتی و میعانات گازی در فونداسیون این مخازن زیر لایه حفاظت کاتدی از ورق های ژئوممبران استفاده می گردد. 

بعد از بستر سازی مناسب مطابق با دستورالعمل مشاور  عموما برای ایزولاسیون سطح زیرین مخازن از دو لایه ژئوتکستایل در دو طرف ورق ژئوممبران نیز استفاده می گردد .