1，中國石油國際企業有限公司
中國石油國際有限公司和中國聯合石油有限公司實行壹個團隊、兩塊牌子的運作模式。這家公司之所以在頂級中排名第壹，是因為中石油所有的原油進口都需要通過它進口。
2.中國石油勘探開發研究院
中國石油勘探開發研究院是中國石油天然氣集團公司面向全球油氣勘探開發的綜合性研究機構，包括北京分院、廊坊分院、西北分院和杭州地質研究院。業務範圍涵蓋油氣勘探、油氣田開發、油氣井工程、信息化與標準化、新能源勘探開發、技術培訓、研究生教育等。
3.中國石油天然氣勘探開發公司
中石油海外油氣項目的先行者們，足跡遍布除南北極之外的所有地方。純甲方模式下，十幾個人就能搞定壹個外來塊。勘探開發公司是中國石油負責海外油氣勘探開發、煉油化工、管道運營等業務歸口管理的專業公司。
4.中國石油技術開發公司
中國石油技術開發公司(CPTDC)是中國石油天然氣集團公司的全資子公司，是集團公司海外項目的主要材料和設備供應商，是從事石油材料和設備出口業務的專業化公司，旨在保障集團公司海外油氣業務的發展，促進裝備制造產品的出口。
5.中國邱歡工程公司
中國邱歡工程公司隸屬於中國石油天然氣集團，是壹家以技術為先導、設計為主導，集咨詢、R&D、設計、采購、施工管理、設備制造、投產指導為壹體，具有項目管理總承包和工程總承包綜合能力的國際化工程公司，是智力和技術密集型國有重點企業。
6.中國石油中亞天然氣管道有限公司
中石油中亞天然氣管道有限公司是中國石油天然氣集團公司的全資子公司。該公司成立於2007年8月，主要負責中亞天然氣管道的建設和運營，註冊地為北京。目前，公司業務遍及中國、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦等國家和地區。
7.中國石油集團工程設計有限公司
中國石油集團工程設計有限公司(簡稱“CPE”)是中國石油天然氣集團公司直屬的工程總承包、項目管理咨詢和技術設備供應商，具有自主研發能力，以上遊業務為主。
8.北京石油天然氣控制中心
北京油氣調控中心是中國石油為優化管道運行管理體系，適應管道業務的快速發展，於2006年5月8日正式成立的油氣長輸管道調控中心。是中國石油天然氣集團公司的直屬單位。該中心的主要功能是對中國石油所屬的油氣長輸管道進行遠程監控、運行、調度管理和應急維護協調。
9.中國石油集團經濟技術研究院
中國石油集團經濟技術研究院是中國石油集團直屬的科研機構，主要從事石油工業發展、石油科技、石油經濟、石油市場、海外投資環境、政策法規等方面的趨勢分析和戰略研究，並提供廣泛的能源信息咨詢服務。其前身是石油工業部科技情報研究所，成立於1964。
10，北京石油管理幹部學院
北京石油管理幹部學院是中國石油天然氣集團公司直屬的高級培訓中心和黨校。創建於1984，校園占地近百畝。主要為集團公司及下屬企事業單位中高層管理幹部提供培訓服務，可同時培訓1200人。
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