在“一带一路”国际合作高峰论坛召开之际，两家石油央企分别公布了宏伟的投资计划，海外油气投资预计将走出低谷期。5月16日，中石油官网宣布了近期达成的一批油气合作协议，包括项目融资、管道运输、储气库建设、油气供应及天然气发电等多领域合作，旨在巩固中国与“一带一路”沿线国家的经贸合作。

中石油签署的合同在天然气领域较为集中。其中，中石油公布的新签署项目中，阿塞拜疆天然气化工项目预计总金额高达40亿美元。5月15日上午，中石油与阿塞拜疆国家石油公司签署了《阿塞拜疆天然气化工项目FEED/OBCE合同》，国家开发银行参与该项目的融资环节。俄罗斯天然气巨头Gazprom也参与其中，与中石油达成了关于地下储气库建设、天然气发电、液化天然气供应等方面的合作协议。中石油与乌兹别克斯坦国家石油公司亦达成了天然气购销合同补充协议和储气库合作协议。

此外，据信报5月15日披露，王宜林在采访中表示，中石油在“一带一路”高峰论坛举办期间将签署价值200亿美元的合约，增加包括美国在内的外国石油和天然气进口，其他合作还包括与沙特阿美合作的云南炼厂等项目。

5月16日，中石化也在官网发布了“一带一路”合作构想，即打造油气、炼油、工程、贸易四大业务链条，构建中亚俄罗斯、中东北非和东南亚三大战略合作区，做强传统贸易和电子商务两大平台，打造北美和中东两大创新中心。

中石化对外合作办公室主任戴立起在接受CNBC采访时表示，中石化将增加300亿美元的海外投资，这比2010年至2015年间中石化160亿美元的海外投资几乎增加了一倍。

自从国际油价2014年“断崖式”下跌以来，“三桶油”的海外投资都曾大幅削减。中石油和中石化三年未进行大规模海外油气项目的并购，中海油则深陷收购尼克森的泥潭中无力扩张。

根据《2016年国内外油气行业发展报告》数据，2014-2016年中国公司的海外油气并购项目主要由中小公司完成，三年间“三桶油”几乎没有海外并购，相比此前四年每年约200亿美元以上的并购金额，落差明显。

随着国际油价企稳，“三桶油”的海外收并购逐渐有所动作。2017年2月19日，中石油以17.7亿美元收购阿布扎比石油公司ADCO陆上石油项目8%的权益。2017年3月22日，中石化以9亿美元收购雪佛龙的非洲资产，包括南非开普敦炼厂、820多座分布于南非和博茨瓦纳的加油站、220家便利店和油库配送设施以及位于南非德班的润滑油厂。中石化近两年还积极启动了梳理、优化和评估海外上游勘探开发资产的工作，寻找新的上游并购机会。