實驗室與國外大學和研究機構建立合作研究關系，并開展研究生聯合培養、青年教師進修學習和交流。
l 杰瑞集團（Jereh）休斯敦研發平臺，組建杰瑞-西南石油大學非常規油氣田開發技術中心，共同跟蹤和研發非常規油氣開發、頁巖氣開發壓裂完井等國際油氣行業最新技術；
l 美國路易斯安那大學（University of Louisiana），成立欠平衡鉆井技術研究室，并共同承擔國家自然科學基金重點項目“氣體鉆井技術基礎研究”；
l 加拿大卡爾加里大學（University of Calgary）、里賈納大學（University of Regina），建立巖石電學性質測試實驗室，開展巖電性質與孔隙結構關系研究；
l 英國利茲大學（University of Leeds），建立了環空多相流流動模擬實驗室，合作開展環空多相流成像技術研究；
l 德國克勞斯塔爾工業大學（Technische Universitundefinedauml;t Clausthal），建立壓裂數值模擬實驗室，聯合開展頁巖氣及致密砂巖氣藏水平井多段壓裂流固耦合和優化設計等方面的研究；
l 美國德克薩斯大學（University of Texas）阿靈頓分校，建立頁巖氣儲層研究室，開展中美兩國典型頁巖的孔隙結構和流體運移研究；
l 澳大利亞阿德萊德大學（University of Adelaide），建立微觀顆粒流研究室，開展基于改變巖石表面潤濕性提高非常規氣藏采收率的研究。