Nielsen tok mastergrad i arkeologi ved NTNU i 2011 med oppgaven . Han oppnådde doktorgrad i arkeologi ved Kulturhistorisk Museum i Oslo og Institutt for arkeologi, konservering og historie ved Universitetet i Oslo i 2022 med avhandlingen . Han har spesialisert seg innen arkeologisk teori og kvantitative metoder gjennom flere vitenskapelige artikler.