学院与中国石油大学（北京)建立了博士生联合培养工作站，目前已招收博士研究生13人，毕业人11人。
学院创新培养理念、扩大培养规模，与中国石油、中国石化、中国海洋石油三大石油公司和延长石油集团公司建立了长期联合培养高层次人才的合作关系，并与多家大中型石油天然气企业签署了联合培养研究生的协议，先后开设了延长油田工程硕士研究生班、东方物探库尔勒分院研究生班等。2012年以来，共招收非全日制专业硕士研究生（工程硕士）818名。毕业的专业学位硕士大部分已成为生产单位技术骨干、专家，一部分已经成长为厂长、副厂长、技术总工，走上了企业管理的重要岗位，为我国油气田勘探开发建设与发展，特别是西部油气田的勘探开发作出了重要贡献。
学院还积极与国外大学开展合作，先后参加了《1+2+1中美人才培养计划》、《英国伦敦南岸大学硕士项目》、《美国内布拉斯加大学林肯分校2+2本科双学位项目》、《美国北亚利桑那大学2+2本科双学位项目》、《美国爱达荷大学2+2本科双学位项目》、《韩国光州大学2+2本科双学位项目》、《德国4+2本科-硕士项目》等。