经过近两年来的部署，三大集团已基本与地炼形成一定的合作模式，其中中石化、中海油燃料油销售公司与地炼之间的原油代加工和燃料油搭售模式已经开展的风生水起，中石油不甘落后，亦“大手笔”展开与地炼合作。
近期有市场消息称，2011年6月底7月初，山东省政府联合在发改委备案的21家地方炼厂，欲与中石油签署合作协议，成立新的山东省石油投资公司。其中提及将在山东省内新建油气管道、炼油、港口码头等油气储运等设备。由山东地炼和山东省石油协会出资建设设备，由中石油向山东地炼输送原油资源。此次合作，具体是以代加工模式还是燃料油搭售模式，相关人士称正在商谈中，具体细节将在8月底出台，不过有消息传出，中石油拟定控制地方炼厂50%的股权作为谈判的条件，但是尚未得到相关人士确认。
前期中石化燃料油销售公司与地炼的合作，以进口燃料油和原油按照3：1的模式搭售，对于此消息，中石化燃料油销售公司相关人士表示，中石油此举，占有相当大的优势，对于中石化在山东市场开展进口燃料油业务非常不利。中石油利用其原油资源来换取市场，是其战略发展计划，由于华北地区向来为中石化“地盘”，随着跟地炼合作的推进，中石油将跻身华北炼油市场，提高其在国内能源行业的影响力和竞争力。
另外，与中石油合作的21个地方炼厂中，也包含了中国化工集团下属的6家炼厂，由于中国化工长期以来，没有原油进口配额，使得其下属炼厂主要以炼制进口燃料油为主，随着昌邑石化和大王华星的扩能，不但没有实现盈利，反而陷入巨额的亏损。中石油为其炼厂提供原油资源，得到了其下属炼厂的青睐，但是中国化工集团总部表示压力较大，为避免被中石油侵吞的厄运，中国化工集团快马加鞭，向发改委申请原油进口资质和国家原油配额，但是尚在审批阶段。
同时，中石油集团旗下中油燃料油公司与山东东明石化集团已经签署了合作协议，使双方合作进入实质操作阶段。根据协议，中石油将向东明石化炼厂供应原油，其中，连接日照港至东明的一条原油输送管道是双方合作的重点。此前，中石油已与东明石化成立了一家合资公司，负责建设和运营这条原油管道，项目总投资约20亿。资料显示，日东原油管道线路总长462公里，一期工程规模为年设计输油能力1000万吨，二期2000万吨，预计将于2011年下半年建成投产。
对此，中石油集团总经理蒋洁敏表示，中石油将把山东作为下一步发展的重点，为山东提供优质的石油、清洁的天然气，促进山东经济持续健康发展。另有中石油相关人士称，上述仅为中石油与地炼达成广泛合作的一部分，将在更多的方面展开后续合作，而且合作绝非一蹴而就，需要一个长期完善的过程。
