培养适应国家建设需要、德智体全面发展，具备严谨科学态度和敬业精神的石油工程、应用数学、计算机应用等专业知识相结合的复合性高端人才；培养具备引领本学科发展方向、推动学科发展、能组织实施相关重大科技攻关项目和工程项目以及能够在石油工程计算技术领域做出创造性成果的高级科学专门人才。
具有高尚品格和人文综合素养；在石油工程计算技术学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，通晓本学科发展前沿动态，具有科学探索精神、科技创新意识、创新能力和团队组织能力，能够独立地、创造性地从事科学研究；具有谦虚谨慎的治学态度，吃苦耐劳的精神，严谨务实的工作作风，很好的文字撰写能力、口头表达能力以及沟通能力。
充分发挥导师指导博士生的主导作用，建立和完善有利于发挥学术团队作用的培养机制，即导师负责和集体培养相结合。在培养过程中注重发挥博士生的主动性和自觉性，加强博士生的自学能力、动手能力、表达能力和写作能力的训练和培养。特别在高水平的科研项目中培养博士生的开拓创新和独立从事科学研究的能力。践行因材施教，关注学生的个性特长，鼓励学生个性发展，挖掘学生的优势潜能，不拘一格培养人才。
博士研究生的学制一般为3年，最长不得超过6年，最短不得少于3年，其中课程学习1年，论文工作时间不少于2年。
在石油与天然气工程中，无论是钻井与完井，还是采油与油藏，或者是储运与集输，都存在着大量数学问题和复杂的科学计算问题。这些问题的建模分析、复杂算法研究、大型工程计算、数据处理等就是石油工程数值方法的内涵。它主要研究：数值方法的理论及其在油气藏压裂酸化、非常规油气藏增产改造、油气藏渗流与试井、油气井工程和储运与集输中的应用方法。
石油与天然气开发是不可重复的过程，在开发前或开发过程中有必要进行相关的模拟研究，而物理模拟由于受室内实验条件的限制和模拟成本高等因素影响，其应用受到一定限制。随着现代数学方法与计算机技术的发展，数学模拟与计算机仿真在油气田开发模拟中越来越重要，油气藏数值模拟技术广泛应用于各类油气藏开发中，已成为油气田开发过程中的必需环节。本研究方向主要从石油工程生产过程出发，利用石油工程的相关理论和方法及最优化的理论和技术研究油气井工程中的计算与仿真、油气藏渗流模拟与仿真、油气井生产过程动态模拟与仿真、储运与集输过程的计算及仿真的理论与方法。包括系统模式识别与模拟、系统的数字化及模拟技术研究及系统模拟理论与方法的应用等。
油气田开发过程是一个十分复杂且庞大的系统运行过程，该过程包含了油气生产及管理决策等过程中的各个子系统产生的海量数据，随着开发过程的进行，特别是进入中后期开发的油气田，数据信息的爆炸式增长，使信息分析与处理技术在油气田开发中有了十分广阔的应用前景。研究智能决策支持系统的理论与方法，利用现代智能算法对石油与天然气生产及管理过程中所产生的数据进行分析、挖掘是当前油气田开发工程中急需解决的问题，也是数字化油气田建设必备的基础。主要研究动态数据处理与挖掘、数据库及管理信息系统、软件工程与集成技术的理论与方法及其它们在石油工程领域中的应用理论、方法和技术。
通过研究复杂系统的数学描述、抽象和建模，挖掘系统的运行规律，预测系统未来的运行状态，进而对影响和制约油气田勘探开发的各种主要因素进行跟踪监测和综合预警。主要包括系统模拟预测与控制、系统预警的理论和方法及其在油气田系统中的应用方法和技术。
围绕感知等新技术在实际工程中的应用，研究基于传感信息的编码、存储和搜索的优化算法, 研究智能协同感知信息的计算理论与方法, 建立对获取信息的智能分析和控制验证系统, 适应我国智能网络在大型复杂系统、石油工程技术和安全监控等方面的应用需求；面向高速海量通信需求, 研究业务动态数据测量方法与业务聚合及演化的统计特征、复杂业务行为表征及建模, 探索业务上下文关联与协同通信机制；研究异构网络资源认知和协同调度方法, 建立计算通信理论框架和服务能力容限计算方法；研究并发展机器学习中的智能处理技术及在海量高维数据处理中的应用；研究针对石油行业数据的特征选择问题, 围绕样本多样性的模型选择问题；研究模型的参数优化及结果评估标准等。
在培养博士研究生的科研实践环节上，导师或学术团队应积极营造创新、合作和竞争的环境氛围。充分发挥校内外科研和实践基地的作用，践行知行统一，将科学实验、企业实训、科研实战贯穿于整个培养过程，培养博士生的科学实验能力、科研能力、创新能力、团队组织能力。按照学校规定执行。
本着“崇尚科学、追求真知、勇于创新、锐意进取、迎接挑战”的宗旨，以学术创新为主线，围绕本学科发展中的重大、复杂或前沿科技问题，鼓励自由探索，开展科学研究和学位论文工作。瞄准国际国内水平，创新学位论文评价体系，建立高水平学位论文评审和答辩机制。论文工作包含但不限于以下内容：选题、开题报告、制订学位论文工作计划、学位论文中期考核、学位论文预审、学位论文评议、博士学位论文答辩、学位授予等。具体要求参见学校标准执行。
参见《红宝石官方网站hbs123博士研究生课程教学大纲》。
