Một trong những dự án đầu tư ra nước ngoài từng rất được PVN rất kỳ vọng là Liên doanh khai thác và nâng cấp dầu nặng Lô Junin 2 tại Venezuela hiện đã phải tạm dừng hoạt động.
Vào tháng 6/2010, hợp đồng thành lập và quản lý Công ty liên doanh PetroMacareo Lô Junin 2 - Venezuela đã được ký kết giữa Tổng công ty Thăm dò và Khai thác dầu khí Việt Nam (PVEP) thuộc PVN với Công ty Dầu khí Venezuela (CVP), đơn vị thành viên của Công ty Dầu khí quốc gia Venezuela (PDVSA), với tỷ lệ góp vốn tương ứng là 40% và 60%.
Petromacareo được thành lập để khai thác dầu tại Lô Junin 2, vành đai dầu Orinoco - khu vực có trữ lượng dầu lớn nhất thế giới với diện tích 247,77 km2, trữ lượng tại chỗ khoảng 36 tỷ thùng dầu. Sản lượng khai thác đỉnh dự kiến của Công ty Liên doanh là 200.000 thùng/ngày, với thời gian hoạt động 25 năm và có thể gia hạn tối đa thêm 15 năm. Liên doanh này đã đón dòng dầu đầu tiên hồi cuối tháng 9/2012.
Tuy nhiên, kinh tế Venezuela suy giảm, tỷ lệ lạm phát cao, tỷ giá giữa giá chính thức và giá “bên ngoài” chênh nhau 10 lần, khiến PVN phải quyết định dừng triển khai Dự án. Theo Chủ tịch Hội đồng Thành viên của PVN Phùng Đình Thực, với tình hình như vậy, không nhà đầu tư nào chịu nổi khi chuyển tiền vào đây thuê các đơn vị dịch vụ của Venezuela triển khai dự án.
Một dự án trọng điểm khác của PVN là mở rộng và nâng công suất Nhà máy Lọc dầu Dung Quất cũng gặp nhiều khó khăn. Năm 2010, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất đã được chấp thuận chủ trương bán cổ phần tới 49%. PVN đã rất nhanh chóng mời gọi các nhà đầu tư. Sau sự quan tâm nhưng không dừng chân của JX Nippon (Nhật Bản), Petróleos de Venezuela SA (Venezuela) và SK (Hàn Quốc), hiện Công ty Lọc hóa dầu Bình Sơn đang nghiên cứu song song cả hai phương án là tự đầu tư và hợp tác với Gazpromneft (Nga).
Ông Nguyễn Hoài Giang, Chủ tịch Hội đồng Thành viên Công ty Lọc hóa dầu Bình Sơn cho biết, việc đàm phán với đối tác Nga đang được triển khai, nhưng không thể kéo dài quá lâu. Nếu trong nửa cuối năm 2014 vẫn chưa có câu trả lời rõ ràng, thì phải tự quyết làm theo phương án của mình.
Tại Tổ hợp Lọc hóa dầu miền Nam có quy mô vốn đầu tư khoảng 4,5 tỷ USD, vướng mắc lớn nhất khiến dự án có nguy cơ chậm tiến độ là việc Tập đoàn Hóa chất Việt Nam (Vinachem) không chuyển nhượng được 11% cổ phần của mình tại đây theo đúng kế hoạch đặt ra là phải thực hiện trong tháng 12/2013.
Hiện QPI Việt Nam (trực thuộc Qatar Petroleum International) đã từ chối nhận chuyển nhượng phần góp vốn này và giới thiệu đối tác mới là QAPCO, cũng là công ty con của Qatar Petroleum International xem xét. Nếu thuận lợi, việc chuyển nhượng phải tới giữa năm 2014 mới thực hiện được. Mặt khác, phương án thu xếp tài chính cũng chưa xây dựng xong, so với mốc đặt ra là quý IV/2013. Điều này đang ảnh hưởng trực tiếp tới tiến độ chung của dự án, khiến kế hoạch vận hành thương mại cuối năm 2018 sẽ phải lùi lại. Tổ hợp được khởi công cuối năm 2008. PVN tham gia 18% và hiện đã góp vốn được 8,92 triệu USD trong tổng số 49,4 triệu USD.
Một dự án nặng ký khác đã được nhắc tới cả chục năm nay, nhưng vẫn chưa đi đến kết quả cuối cùng là Dự án khí Lô B và 48/95. Hiện tại, cổ đông lớn trong dự án này là Chevron (42,38% vốn) đang tìm kiếm đối tác để chuyển giao cổ phần của mình. Được biết, ít nhất có 2 nhà đầu tư nước ngoài là ONGC (Ấn Độ) và Exxo Mobil (Hoa Kỳ) đang quan tâm tới việc mua cổ phần này. Nguyên nhân chính khiến dự án gặp trở ngại là các bên chưa thống nhất được giá khí.