La decisión permite a las firmas Halliburton, Schlumberger, Baker Hughes, Weatherford International y Chevron seguir cumpliendo con sus operaciones contractuales con PDVSA hasta el 25 de octubre.
Las licencias previas tenían validez hasta mañana, 27 de julio.
El gobierno del presidente estadounidense, Donald Trump, impuso en enero sanciones a la petrolera estatal venezolana, en su campaña de presión contra el gobierno del presidente Nicolás Maduro.
Como consecuencia, PDVSA, que gestiona la principal fuente de ingresos de Venezuela, tiene bloqueados todos sus activos bajo jurisdicción estadounidense, con la idea de traspasarlos eventualmente a un nuevo Gobierno venezolano una vez que Maduro abandone el poder.
No obstante, Washington emitió entonces licencias especiales para que estas compañías energéticas estadounidenses continuasen sus operaciones de manera temporal.
Chevron es la única gran petrolera estadounidense que se mantiene en Venezuela, donde cuenta con 8,000 empleados.
"Nuestras operaciones en Venezuela continúan en cumplimiento de todas las leyes y regulaciones aplicables", destacó Ray Fohr, un portavoz de Chevron en un comunicado.
ExxonMobil y ConocoPhillips abandonaron hace años Venezuela, el país que cuenta con las mayores reservas petrolíferas del mundo, tras la nacionalización del sector decretada por el ya fallecido presidente venezolano Hugo Chávez.
Estados Unidos fue el primer país del mundo en reconocer a finales de enero al presidente de la Asamblea Nacional, Juan Guaidó, como jefe de Estado interino y, desde entonces, ha tratado de presionar a Maduro con sanciones económicas a su círculo cercano y altos cargos con el fin de que ceda el poder.
Venezuela vive una grave crisis económica y una situación de inestabilidad política desde el 10 de enero, cuando Maduro volvió a tomar posesión del cargo de presidente tras imponerse en las elecciones de mayo pasado, no reconocidas por parte de la comunidad internacional.