盡管過去40年我國油氣產業改革和發展取得了巨大成就。但也要看到，當前和今后一段時期，我國油氣產業改革和發展面臨更加嚴峻的挑戰。
 
1國內常規油氣勘探難度日益增大，成本提高
首先，隨著常規油氣勘探開發的深入，國內主要含油氣盆地油氣資源探明程度高，多數富有凹陷探明程度已經超過50%，未來勘探主要對象為隱蔽、地質條件復雜的油氣藏，勘探難度日益增大。第二，資源品位下降，新增探明低滲透、特低滲透石油儲量占比達80—90%，提高開發效果的難度加大。第三，已開發油田整體處于“雙高”（高含水、高采出程度）階段，單井產量低，后續開發面臨諸多的關鍵技術瓶頸。第四，油氣生產企業既是能源生產者也是耗能和排放大戶，隨著人們環保意識的不斷增長，油氣勘探開發活動面臨越來越大的環保壓力和限制，因環保問題而出現的關停事件將越來越多。
 
2非常規油氣資源大規模商業性開采面臨技術和經濟挑戰
目前，中國已發現的非常規資源類型有致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣、煤層氣、重油瀝青和天然氣水合物等。其中，頁巖油、頁巖氣和天然氣水合物的地質資源量分別為6000億t、138萬億m3和80萬億m3。盡管資源量遠遠超過常規油氣資源，但總的來看，我國的非常規油氣資源勘探開發仍在局部領域探索，大規模商業性開采非常規油氣資源面臨技術和經濟挑戰，目前難以尚未大面積推開。例如，頁巖氣重點建廠地區一半以上深埋的地質深度超過3500米，深層開發技術尚未成熟，頁巖氣單井建廠投資較高、產量低、產量遞減速度較快。
 
3新能源快速發展，成本下降，油氣產業面臨轉型發展的挑戰
在全球氣候變化加劇的背景下，尤其是2008年國際金融危機后，為尋求新的經濟增長動力，保障能源供給安全，各國紛紛加速自身能源改革和能源轉型力度，大力加強新能源的開發和利用。在成本持續下降的推動下，以風能和太陽能為代表的可再生能源對油氣行業的沖擊越來越明顯。據統計，自2010年以來，全球陸上風電成本下降了23%，光伏發電成本下降了73%，未來風電成本還將進一步下降。而我國新能源隨著產業鏈逐步實現國產化，設備技術水平和可靠性不斷提高，產業規模的擴大，新能源度電成本持續降低。據工信部統計，2017年我國光伏發電系統投資成本降至5元/瓦左右，度電成本降至0.5—0.7元/千瓦時，平均度電成本比2010年下降約78%，低于全球平均水平。陸上風電度電成本約為0.43元/千瓦時，較2010年下降7%，已非常接近火電電價。未來隨著新能源關鍵設備成本的下降，以及電網接入、土地租金、融資成本、稅費等非技術成本的下降，新能源技術度電成本將持續降低，將具備與油氣等其他化石能源競爭的能力。此外，作為石油消費主力的交通運輸領域也在悄然發生變化，電動汽車因其能效和環保優勢再次受到消費者和各國政府的青睞，銷售量連年大幅增長，在一些國家甚至提出了禁售燃油車的提議。因此，未來油氣行業面對新能源的發展，體量優勢不能抵消壓力，若不能表現出在成本與綠色低碳方面的優勢，市場份額就會被擠占。只有加快轉型，重塑競爭力，才有發展空間。
 
4對外依存度持續升高，獲取境外優質油氣資源難度增大
2017年我國首次成為世界最大的原油進口國，石油對外依存度升至67.4%，天然氣對外依存度升至39.4%。油氣對外依存度的持續升高意味著我國油氣消費逐漸以依靠國內資源為主轉向以依靠國外資源為主。目前全球油氣資源盡管總體豐富，勘探開發潛力依然較大，但油氣分布的不均衡性十分突出，少數國家或地區占據絕對壟斷地位。隨著各國把油氣確定為本國安全戰略的主要目標，全球油氣資源爭奪愈演愈烈：北非、中東和中亞等地區的大部分油田已被本國的油氣企業或者西方國家的油氣企業所開發。余下的合作區塊大部分處在地質條件極為惡劣的陸地油田，然而這些油田由于其增產潛質小、含水量高等因素，使得這些公司應當具備較高的開發技術，同時投入成本較大，經濟效益較差。另外，“一帶一路”沿線地區或國家（例如哈薩克斯坦、土庫曼斯坦、烏茲別克斯坦等）逐漸控制其合作政策，因此對其相關條約的要求也隨之增加，管理協調等工作的難度持續增加。可以預判，未來我國安全、經濟、穩定地獲取境外優質油氣資源難度將不斷增大，國民經濟增長對油氣的高需求與油氣產量低增長的矛盾仍舊突出。
 
5國內油氣企業國際化經營、“走出去”戰略面臨諸多風險
自 1993 年起，按照中央提出的“利用兩種資源、兩個市場”戰略方針，國內油氣企業紛紛邁出國門，走向海外，實施國際化經營，已取得了重要成果。隨著形勢的發展，目前我國國際化經營、進行海外資源市場競爭面臨諸多風險：一是地緣政治風險。我國所開展的油氣海外業務主要集中在中亞、中東、非洲等政局動蕩、經濟落后、法制不健全的國家，這些國家或地區宗教矛盾突出，軍事紛爭頻發，甚至有政權更迭可能。此外，受西方傳統思維方式和意識形態的影響，發達國家對中國的發展懷有強烈的警惕心理，使得我國石油企業海外并購和投資遇到很大障礙。二是投資風險。由于我國油氣海外業務開展晚，海外優質油氣市場多數已被西方大型石油企業占領。因此我國在國外的合作區塊大多位于地理環境和地質條件復雜地區，勘探風險很高。三是油氣通道運輸風險。雖然我國已建成中哈、中俄兩條陸上油氣通道，中緬管道也將建成，但大部分石油還要依靠海上運輸，石油進口的脆弱性仍然很大。四是市場競爭風險。目前油氣行業涉及的關鍵技術仍舊被國外石油公司所壟斷，我國勘探開發裝備主要依賴海外進口，技術和裝備上的差距導致國內油氣企業核心競爭力不足，削弱了其海外油氣業務開發和市場競爭能力。
 
6節能減排、綠色低碳、應對氣候變暖帶來的挑戰
從高碳能源走向低碳能源，進而轉向無碳能源，是人類社會不可逆轉的客觀規律和必然趨勢。以往粗放的油氣開采方式造成了嚴重的環境污染和生態破壞，人們在生產和使用油氣的同時造成了一定程度的污染。未來我國將成為全球最大的碳排放源，在國際社會上將面臨巨大的壓力。隨著環保呼聲日益高漲、環保法規日益嚴格，排放要求日益提高，傳統油氣產業發展空間受限。環境變化將影響整個油氣產業發展進程，特別是碳減排問題。為應對氣候變化，促進節能減排、綠色低碳發展，美歐等發達國家已開始出臺相關法規以引導石化企業生產經營以及發展方式轉變。我國政府也明確提出到2020年，我國單位GDP二氧化碳排放要比2005年減少40%～45%等一系列約束性指標，將對未來油氣產業發展帶來強勁的挑戰。
 
7新市場、新技術、新商業模式帶來新的挑戰
隨著經濟全球化的推進，市場化程度的提升，當前油氣市場已不是傳統意義上的市場，而是一個新產品、新技術、新方法、新管理、新理論層出不窮，市場創新加速，資本空前聚集，產業深入發展，生產與市場、生產與資本、生產與金融密不可分、環環緊扣，金融化、股權化、證券化發展的現代油氣大市場。同時，信息化和工業化的高度融合對油氣生產方式和消費方式產生了深刻影響，互聯網、大數據、物聯網、云計算等新技術的應用以及以阿里巴巴集團為代表電商的興起，對油氣產業傳統的營銷模式造成很大沖擊和挑戰推動，推動其向網絡化、平臺化、高端化發展，進而帶來新商業模式的重大變革。例如，目前各大電商紛紛進入油氣產業的油品、非油品以及下游石化產品的銷售領域，削弱傳統油氣生產企業已有的市場優勢。面對這樣的現代油氣大市場，傳統油氣產業顯然要經歷比以往任何時候都更為嚴峻的挑戰和考驗。
 
8油氣體制改革和國企深化改革所帶來的挑戰
按照《關于深化石油天然氣體制改革的若干意見》及其配套政策，我國油氣體制改革將主要圍繞油氣勘查開采體制、進出口管理體制、油氣管網運營機制、下游競爭性環節改革、油氣產品定價機制、國有油氣企業改革、油氣儲備體系、油氣安全環保體系等方面展開，同時還涉及到資源稅、環境稅、碳稅、成品油消費稅等改革。這些改革措施將對現有的油氣市場以及傳統國有油氣企業帶來巨大變革和挑戰：一是油氣市場主體多元化，傳統國有油氣企業面臨更大的競爭壓力。在油氣上游勘探開發領域，民營企業等“非傳統”力量將與傳統國有石油企業在同臺競技，部分油田服務公司也將會“反客為主”，積極參與油氣勘探開發活動。在下游銷售領域，加油站業務將完全對外資開放后，與中國的企業合資經營不再是外資進入成品油終端銷售業務的唯一方式，其既可以選擇與合適的中國企業以參股或控股方式開展業務，更可以獨立地設立公司和投資加油站開展業務。這將使中國的成品油終端銷售業務面臨更加激烈的競爭。二是油氣管網運營機制改革將改變傳統國有油氣企業的贏利模式和核心競爭力。目前傳統國有油氣企業依靠在油氣管網的絕對壟斷，占據著極大的市場優勢，而且獲得了豐厚的收益。隨著油氣管網獨立或者國家管網公司的成立，傳統國有油氣企業的優勢將大大地減少，之前的贏利模式和核心競爭力將不得不改變。三是價格改革將使得傳統國有油氣企業對市場形勢更加敏感，經營業績波動性增強，經營壓力增大。