要實現“十壹五”目標，我國油氣勘探開發主要面臨以下問題：
2.6.1 原油進口逐年增加
近10年來，國民經濟年均增長率超過9.0%，2007年石油消費的同比增長率為4.1%，而同期國內石油生產年均增長率僅為1.1%；天然氣消費的同比增長率為19.9%，而同期國內天然氣生產年均增長率僅為18.4%。未來20年，按照“十六大”提出的翻兩番目標，國民經濟以年均不低於7.0%的速度發展，如果石油需求以年均3.0%左右的速度增長，石油需求總量同國內石油生產總量的差距將越來越大，對進口的依存度越來越高，我國石油資源的長期短缺已成定局。
2.6.2 基礎地質調查投入不足
新區、新領域基礎性石油地質調查評價力度不夠，缺少地球物理、科探井等前期勘查投入；跨學科、跨部門的重大油氣基礎理論聯合攻關少；尚沒有建立完善的基礎性石油地質調查和風險勘探投入機制，難以促進新區、新領域商業性勘探的良性循環。
2.6.3 勘探開發難度逐漸加大
截至2007年，我國石油可采資源探明率為35%，尚有65%的剩余可采資源有待探明。世界主要產油國140年來的石油發展歷史表明，當資源探明率達到40%～60%這個階段的時候，儲量增長處在壹個相對較長的穩定時期。目前，我國石油儲量呈現高基值穩定增長的特征，年均新增石油可采儲量1.5億噸左右。但我國待探明石油資源60.0%以上主要分布在沙漠、黃土塬、山地等，勘探開發難度加大，技術要求和成本費用越來越高。隨著勘探程度的不斷提高，以往地理條件較好地區的油氣開采難度加大，常規油氣田的發現也在逐漸減少，新發現油田的規模總體呈變小趨勢，而新增儲量越來越多地來自深水、高地等勘探程度幾乎為零的開采難度更大的地區。同時，隨著勘探開發的突破越來越依靠技術進步，許多領域依靠新技術取得了顯著的勘探開發成果，而且依賴的程度還將提高，進行新技術的研發需要大量的資金，投入研發的資金呈上升趨勢，這也是勘探開發成本增加壹個主要因素。
總體上，我國油氣資源勘探開發程度不均，石油高於天然氣，東部高於西部，陸上高於海上。勘探難度逐漸增大，東部隱蔽、復雜油氣藏已成為勘探主要對象，西部地表及地質條件復雜的地區正成為勘探的重點目標區，海域深水勘探開發技術亟待發展。開發技術要求越來越高，老油田已進入高含水、高采出階段，新探明儲量中，深層、低滲透比例增大，部分盆地石油產量進入遞減階段，開發難度不斷加大。
2.6.4 勘探開發理論技術亟待突破
盡管我國在陸相生油、滾動勘探開發及大型非均質砂巖油田開采技術等方面處於國際領先水平，但我國油氣資源勘探開發總體科技水平還不能適應當前增儲上產的需要。海相地層油氣地質理論不成熟，難以指導油氣勘探；主要高新技術和設備屬模仿跟蹤式，具有自主知識產權的科技成果少；關鍵技術和裝備研發能力弱，國際競爭能力不足。隨著油氣資源勘探開發難度的加大，對科技水平的要求越來越高，壹系列關鍵理論和技術，如海相碳酸鹽巖成藏理論和深水鉆探、山地地震、難動用儲量開發技術等亟待突破。
2.6.5 天然氣上、中、下遊發展不協調
天然氣工業是壹項系統工程，上遊勘探的突破推動了中、下遊管道建設與天然氣消費的發展，反過來沒有中遊和下遊的發展，上遊投入的勘探資金就長期得不到回報，會影響上遊勘探的持續發展。國家對天然氣主幹管網和基礎設施缺乏投資，管輸能力有限；城市間天然氣管網建設不足；井口氣價偏低，城市用氣壟斷，市場監管乏力。煤層氣產業發展滯後。因此，在我國天然氣基礎設施相對薄弱，下遊發展滯後的情況下，應加快管網等基礎建設的步伐，加大開拓市場的力度，積極落實下遊用戶，保證天然氣上、中、下遊同步統籌規劃、協調發展，以改善我國的能源消費結構，逐步提高天然氣在能源消費結構中的比例。
2.6.6 境外油氣資源投資合作難度大
境外主要油氣資源被西方跨國石油公司壟斷，我國境外投資合作空間受限；石油公司境外投資協調配合不夠，不能形成合力；國家缺乏境外風險勘探投資機制，權益油氣總量偏小；境外投資結構不合理，周邊油氣資源國投入少，權益油氣資源難以運回國內。但主要原因是西方國家害怕我國經濟崛起，在國際能源領域設置種種障礙圍堵我國石油公司，進而達到鉗制我國經濟發展的目的。
2.6.7 油田治安秩序和管輸安全問題嚴峻
油氣開發利益分配機制不合理，地方受益偏小，導致開采秩序問題突出。大多數油田治安形勢嚴峻，盜搶原油、占壓破壞輸油氣管線、破壞油田基礎設施等違法犯罪活動頻繁發生；違法在他人礦業權區鉆采石油問題時有發生；部分地區勘探開發征地困難。
2.6.8 非常規油氣資源勘探開發亟待加強
中國非常規油氣資源尚缺乏總體勘探開發規劃，勘探程度整體偏低，部分資源浪費嚴重，開發利用還處於起步階段，勘探開發和利用技術水平不高，自主創新的技術體系亟待建立，需要進壹步規範引導並加強監督管理。