实验室与国外大学和研究机构建立合作研究关系，并开展研究生联合培养、青年教师进修学习和交流。

l  杰瑞集团（Jereh）休斯敦研发平台，组建杰瑞-西南石油大学非常规油气田开发技术中心，共同跟踪和研发非常规油气开发、页岩气开发压裂完井等国际油气行业最新技术；

l  美国路易斯安那大学（University of Louisiana），成立欠平衡钻井技术研究室，并共同承担国家自然科学基金重点项目“气体钻井技术基础研究”；

l  加拿大卡尔加里大学（University of Calgary）、里贾纳大学（University of Regina），建立岩石电学性质测试实验室，开展岩电性质与孔隙结构关系研究；

l  英国利兹大学（University of Leeds），建立了环空多相流流动模拟实验室，合作开展环空多相流成像技术研究；

l  德国克劳斯塔尔工业大学（Technische Universitundefinedauml;t Clausthal），建立压裂数值模拟实验室，联合开展页岩气及致密砂岩气藏水平井多段压裂流固耦合和优化设计等方面的研究；

l  美国德克萨斯大学（University of Texas）阿灵顿分校，建立页岩气储层研究室，开展中美两国典型页岩的孔隙结构和流体运移研究；

l  澳大利亚阿德莱德大学（University of Adelaide），建立微观颗粒流研究室，开展基于改变岩石表面润湿性提高非常规气藏采收率的研究。