中国海油惠州炼化二期项目位于广东省大亚湾石化园区，项目总投资达466亿元，是目前我国在建规模大的炼化一体化工程。2013年7月，为加快中下游产业发展，实现炼油化工一体化优势，中国海油在惠州石化1200万吨/年炼油工程基础上，新建二期1000万吨/年炼油和120万吨/年乙烯工程。
2017年10月2日，经过近三年的施工，中国海油惠州炼化二期项目1000万吨/年炼油工程建设的包括15套炼油生产装置、配套公用工程及辅助生产设施宣告试车成功。从9月16日，1000万吨/年炼油工程常减压装置引入原油，至10月2日，全厂生产流程全部打通，炼油工程仅用16天，实现了所有装置及公用工程的平稳生产，产出合格产品，创下了业界佳试车纪录。
中国海油在120万吨/年乙烯工程中成功引入荷兰壳牌公司资本，由中国海油与荷兰壳牌各持股50%的合资企业中海壳牌拥有并负责运营。在与壳牌前期合作基础上，120万吨/年乙烯工程实现由“壳牌为引领”向以“海油为主导”的巨大转变，项目吸引壳牌拿出资金和技术，直接引进外资54.3亿元，有效放大国有资本功能，降低了运营成本和投资风险，创新了合作管理新模式，该项目已被列入“中央企业在重大项目中引进社会资本项目”。
