یکی از گرایش های مهندسی نفت در مقطع دکتری، گرایش بهره برداری می باشد. قسمت عمده فعالیت مهندسی بهره برداری در رابطه با عملیات به روی چاه ها و واحدهای بهره برداری بوده که پس از حفاری و از ابتدای تکمیل چاه شروع می شود. مهندس بهره بردار با جمع آوری اطلاعات لازم از وضع تولید چاه ها و تجزیه و تحلیل آنها، به منظور بالا بردن بازدهی اقدامات لازم در خصوص طراحی و انتخاب تجهیزات درون چاهی و سرچاهی و همچنین نحوه تکمیل مجدد چاه و در موارد لزوم برنامه ریزی عملیات انگیزش مخزن و چاه را انجام می دهد. امروزه به دلیل محدودیت در فناوری بهره برداری از چاه های نفت، معمولا تخلیه به طور کامل انجام نمی شود. بنابراین لازم است دامش فنی و تکنولوژیکی بهره برداری از چاه های نفتی بهبود یابد. دوره دکترای مهندسی نفت گرایش بهره برداری به منظور توسعه تکنولوژی بهره برداری و استفاده بهینه تر از چاه های نفتی با تربیت متخصصین در این زمینه طراحی و تدوین شده است تا با فعالیت های پژوهشی خود در کنار فعالیت های اجرایی بهره برداری نفت، بتوانند به توسعه مرزهای دانش در حوزه بهره برداری نفت ایفای نقش کنند. تدریس و پژوهش در دانشگاه ها نیز حوزه ای دیگر برای فارغ التحصیلان این دوره می باشد.