为实现能源供给多元化的目标，中国加强了与委内瑞拉、尼日利亚等南美和非洲国家的石油合作，但是从国家石油安全的长期利益看，这些来源都有一个致命缺陷，即都需要长距离的远洋运输，经过一些重要的海上通道。
中俄双方作为最重要的战略协作伙伴，油气资源合作的进展并不顺利。长期以来优先保证对欧盟的油气资源供应是俄罗斯的战略方向。俄罗斯供应着欧盟一半的天然气和三分之一的石油，向欧盟出口的油气资源总量占俄罗斯全部油气出口总量的60%以上。俄罗斯对中国的石油贸易量仅占其出口总量的一小部分，中俄双方长期以来在油气价格上一直无法达成一致。2008年，俄罗斯和格鲁吉亚爆发冲突，西方与俄罗斯的关系恶化，俄罗斯在西面的战略空间受到挤压。在这样的背景下，2009年，俄罗斯联邦政府重新修订并颁布了《2030年前俄罗斯能源战略》，提出将向亚太市场的石油出口增加至22%～25%，天然气出口增加至19%～20%。俄罗斯对石油勘探、工程承包等上游行业的国际合作非常慎重。2014年9月，俄罗斯邀请中国石油公司参股其陆地石油项目，打破了其对外国石油公司参与本国上游部门合作的种种限制。其背景是：2014年乌克兰危机爆发，俄罗斯受到西方制裁;国际液化天然气产能大量涌入欧洲，欧洲对管道天然气需求下降30%～40%左右，与此同时，世界能源价格长期低迷。
中国与中亚能源合作的推进速度则要快得多。2003年，中哈原油管道建成，西起里海的阿特劳，途经阿克纠宾，终点为中哈边界的阿拉山口。土库曼斯坦2007年以产量分成合同方式，向中国石油提供了东部阿姆河项目巴格季亚尔雷克区块，目前剩余可采储量为2527亿立方米，是中国在中亚五国最大的油气合作项目。2010年6月，乌兹别克斯坦与中国签署框架协议，通过土库曼斯坦—中国输气管道向中国出口天然气。2012年8月，乌兹别克斯坦开始通过土库曼斯坦―中国输气管道向中国出口天然气，2013年输气量近30亿立方米。此外，中国石油在乌兹别克斯坦有两个合作项目：一个是在卡拉库油田的全资项目，中国石油拥有天然气可采储量226亿立方米;另一个是在布拉克油田的合作项目，中国石油股份占比50%，权益可采储量570万吨。
归根结底，中国追求能源进口的多元化，中亚国家追求能源出口的多元化，两者恰好一拍即合。在苏联时期，中亚天然气一直沿着土库曼斯坦―乌兹别克斯坦―哈萨克斯坦―俄罗斯这一线路输出。在这一方向有已建成的“中亚―中央”和“布哈拉―乌拉尔”两条输气干线。苏联解体后，俄罗斯一直希望能够保持在中亚的能源优势。2007年5月，俄罗斯总统普京在土库曼斯坦与土、哈两国总统举行了三方会谈，签署了关于铺设里海沿岸天然气管道和提高输送中亚天然气能力的联合声明。三国计划从2008年下半年开始实施沿里海天然气管道的方案，2012年建成，新管道每年将至少可运输200亿立方米天然气。同时，将对现有中亚通向俄罗斯的“中亚―中央”天然气管道进行更新改造，使“中亚―中央”输气系统的年实际输送能力从目前的440亿～450亿立方米提高到800亿立方米。根据2003年签署的有效期至2028年的天然气出口合同，2007年俄罗斯可向土库曼斯坦购买600亿～700亿立方米天然气，2009～2028年购买的天然气量平均可达700亿～800亿立方米/年。俄罗斯希望借此达到中亚天然气被其“统购统销”的目的。
但是，中亚国家并不希望自己的能源出口命脉完全绑定在俄罗斯手中。从2003年4月至2005年底，俄罗斯一直以44美元/千立方米的低价买入土库曼斯坦的天然气，然后以两倍的价格卖给高加索各国，以三倍的价格卖给土耳其。2005年，土库曼斯坦曾与乌克兰签署了约400亿立方米天然气的供应合同，由于俄乌天然气争执不断，俄天然气工业股份公司拒绝发放过境运输许可，致使土乌合同未能履行。由于在供应渠道上严重受制于俄罗斯，土库曼斯坦在坚持要求提高出口价格方面始终底气不足。