“十一五”“十二五”是中国石油非常规油气业务开创性发展的探索十年，致密油、致密气已成为中国非常规油气发展重点，海相页岩气、煤层气等将实规模化生产。致密气是天然气增储上产的重要领域，平均年增探明地质储量2760×108m3，约占同期探明天然气总储量的45％；在鄂尔多斯、准噶尔、松辽等盆地发现5×108－10×108t级的致密油储量规模区，在渤海湾、四川等盆地亦获重要发现；煤层气已初步建成沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘两个地面生产基地；页岩气在四川盆地南部和东部志留系龙马溪组海相页岩已初步实现工业突破。
1．非常规石油
早在常规石油资源大规模开发之前，中国非常规石油资源开发利用就已取得重要进展，为新中国成立初期的经济发展作出了贡献。与常规石油相比，中国非常规石油资源比较丰富，具有一定的发展前景，可为保持中国石油产量的长期稳产发挥重要作用。
1）致密油致密油在中国主要含油气盆地广泛分布，其发育主要与湖相生油岩共生或接触并大面积分布的致密砂岩油或致密碳酸盐岩油。目前，中国石油在鄂尔多斯盆地三叠系长63－长7段、准噶尔盆地二叠系芦草沟组、四川盆地中一下侏罗统、松辽盆地青山口一泉头组等，都发育丰富的致密油资源，勘探也获得了一些重要发现，具有形成规模储量和有效开发的条件。初步预测中国致密油技术可采资源量为20×108－25×108t。截至2015年底，在鄂尔多斯、松辽、四川、准噶尔、渤海湾和柴达木等盆地，探明地质储量6．9×108t。中国石油按照致密油的勘探开发思路，开展“甜点区”预测、水平井分段压裂改造等关键技术攻关，进行试验区建设，已初见成效。随着关键技术的突破和工作力度的加大，致密油开发利用速度将进一步加快。“十二五”期间，中国在松辽盆地扶杨油层、鄂尔多斯盆地长7已实现规模开发，已建成中国第一个亿吨级致密油田－新安边油田，2014年提交探明地质储量1×108t，长庆油田已具有100×104t的产能规模。下一步中国石油将重点组织提高致密油采收率攻关技术与试验。
2）油页岩油页岩在中国分布范围广泛，资源比较丰富。据中国新一轮资源评价，中国47个盆地共有油页岩地质资源量476×108t，可采资源量约120×108t，其中94％的资源分布在松辽、鄂尔多斯、伦坡拉、准噶尔、羌塘、茂名、柴达木等7个盆地中。油页岩的开发主要以地面干馏为主，原位开采处于现场试验阶段，地面综合利用水平较低。大庆油田在吉林省牡丹江市柳树河矿区开展了油页岩资源储量勘查和干馏试验，并编制了产业化试验方案。中国石油勘探开发研究院联合大庆油田依托国家“十一五”重大专项开展油页岩原位开采技术研究。
3）油砂据中国石油勘探开发研究院对24个盆地中的100余个油砂矿带的资源调查与评价，中国油砂油地质资源量约为60×108t，可采资源量23×108t，其中88％的资源分布在准噶尔、塔里木、羌塘、柴达木、松辽、四川、鄂尔多斯等7个盆地中。2006－2010年，中国石油勘探开发研究院在新疆风城地区开展了油砂资源勘查、干馏及水洗分离试验，并取得初步成功，但受低油价、高成本的影响，目前基本处于停滞状态。因此，从资源条件与开采试验情况看，中国油砂油开采技术尚不成熟，规模发展受限。
4）页岩油页岩油主要赋存于湖相页岩中，广泛分布于鄂尔多斯盆地延长组、准噶尔盆地二叠系、四川盆地侏罗系、渤海湾盆地沙河街组、松辽盆地白要系、柴达木盆地古近一新近系、酒西盆地白要系和三塘湖盆地二叠系等层系中。中国石油勘探开发研究院初步估算中国页岩油技术可采资源量可达30×108－60×108t，具有广阔的勘探前景。近年来，辽河油田针对辽河探区西部凹陷沙三段页岩、长庆油田针对鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段开展钻探和开采试验，见到较好的效果。下一步中国石油将重点组织页岩油原位加热技术攻关。