1949年9月20日，彭德怀在西北军政委员会第一次会议上指出：“目前，西北地区的工作任务之一，是尽快恢复新疆独山子油矿的炼油生产，并且加强生产中的组织性和计划性，努力提高成品油产量。”新中国成立后，彭德怀认识到要使新疆独山子油矿尽快恢复石油开采和炼油生产，必须更新设备和扩大投资，并要有足够的技术力量，考虑到解放前与苏联有过开发石油资源的合作关系，提出与苏维埃社会主义共和国联盟联合组织石油公司的建议，得到毛泽东、刘少奇的高度重视。
1950年3月毛泽东率团访问莫斯科，3月27日中苏双方在莫斯科签订《中共关于在新疆创办中苏石油股份公司的协定》。按照平权合股的原则，9月30日，我国石油工业第一个中外合资企业中苏石油股份公司在新疆迪化成立，其任务是：在新疆省进行寻找、探测、开采和提炼石油与天然气，查明石油资源情况，增加石油产量，满足新疆地区需要并大力培养石油干部。苏联派来了大批技术人员直接参与石油勘探，恢复发展独山子油矿的生产，在准噶尔盆地开始了现代的地质、地球物理、测量、钻井等石油勘探工作。勘探区域界定为16．8万平方公里，包括北疆克拉玛依和独山子地区、南疆库车和喀什地区。由此拉开了在准噶尔盆地开展大规模石油勘探的序幕。
1950年至1954年，集中力量勘探开发独山子油田，期间共钻探57口井，进尺77381米，查明上第三系新统褐色层及下第三系渐新统下绿色层的含油性，探明含油面积1．18平方公里。同时对西湖隆起、霍尔果斯背斜、安集海背斜、呼图壁背斜、南托斯台背斜进行钻探，钻井8口，进尺13523米，在局部构造上见到油气显示及低产油流。
对于盆地西北缘，1951年至1952年，苏联专家莫依先科率领中苏石油股份公司4/51地质详查队在克拉玛依地区黑油山一带进行地质调查、电法勘探，莫依先科认为在黑油山地区有大量天然气出现，说明该地区可能存在着工业油藏，建议在该地区进行构造钻探，并提供了4口井的井位。
1952年3月，苏联专家捷列肯带队在黑油山地区沥青丘附近钻探4口浅井，其目的层是侏罗系砂岩储集层，1953年4口井完钻，4口井均见到不同程度的油气显示，其中2号井发生井喷，日产原油约100公斤，不久停喷。根据4口井的钻探结果，捷列肯指出克拉玛依地区具有工业价值的油藏存在，建议今后的勘探工作应向构造的东南方向发展。
1954年，由苏联专家乌瓦洛夫任队长、中国地质家张恺任地质师的中苏石油公司4/54地质调查队前往黑油山地区进行勘察，地质调查队共有10人组成，在黑油山—乌尔禾地区完成2150平方公里1：10万的地质普查，收集了大量的野外勘探资料，并认真总结了前人已做过的地质、浅井钻探、电法、重磁力等工作，综合分析研究已经掌握的全部资料，取得了对这一地区油层、地质构造的新认识和新观点。地质考察队认为：黑油山—乌尔禾地区属于准噶尔盆地北部地台区，这一地区的沥青丘、沥青脉、沥青砂岩露头均是石油在盆地中心生成后汇聚和运移过程中形成的，预示着沥青丘以南地区有大量的油气聚集；最有希望的是沥青丘露头以南、玛纳斯河以北约3000平方公里的区域，建议进行详细的地球物理勘探和深井钻探；准噶尔盆地的大油田在盆地西北缘，而不是在盆地南缘的山前凹陷，提出走向西北、走向地台的新观点，并提出了已选定的3口井的井位，包括黑油山1号井（后改为克拉玛依1号井）。
对于苏联专家乌瓦洛夫给出的黑油山—乌尔禾地区含油气远景评价结果，中苏专家之间展开了激烈的争论，争论的焦点就是黑油山地区是否有丰富的油气储存，是否有规模油气藏。苏联专家认为：黑油山大面积的含油层出露于地面，大量轻质油挥发后形成沥青丘，说明地下原油已大量散失，油藏已经遭到严重破坏，现在留下的只有“氧化残余油”，不可能形成大规模的石油蕴藏，不具开发价值。争论持续不断，最激烈的于1954年11月1日在中国专家张恺和苏联专家捷也列夫之间展开，据说打的不可开交，争得面红耳赤，地调处副处长余萍见证了整个争辩过程，这是黑油山地区含油情况的第一次大辩论。