數字石油是在數字地球的理論和技術基礎上發展起來、針對油氣勘探開發和油田管理決策的信息化技術系統。數字石油的核心是為石油企業建立數據和信息資產的共享機制和管理體系，在信息共享的基礎上，面向石油勘探、開發、地面建設、儲運銷售以及企業管理等各生產環節，建立多專業的綜合數據體系，并與各專業的應用系統進行高度融合。在建立油田生產和管理流程優化應用模型的基礎上，利用虛擬現實技術對數據實現可視化和多維表達，并且通過智能化分析模型，為企業的經營管理提供良好的信息支撐環境。
數字油田的數據和應用具有分散和異構的特點。數據分布于各部門、子礦區各自的計算機上，對應各自的應用和管理系統具有不同的結構。既有以數據庫方式進行結構化管理的數據，也有大量以非結構化文件方式管理的數據。數據類型多種多樣，包括文檔報告、圖形表格、數字照片、多媒體文件、GIS數字地圖、遙感影像、CAD設計圖紙、以及各類數據庫。不同部門和不同業務常常采用不同的數據庫管理系統（如Oracle、SQLServer、DB2等）和不同的GIS系統（如MapGIS、GeoStar、ArcInfo、MapInfo、GeoMedia等），運行于不同的計算機操作系統（Windows、Unix、Linux等）。
將所有這些分散異構的數據集成到一個統一標準的數據庫系統中，并且統一所有的各類應用是非常困難的，基于異構數據交換與共享技術的數字石油解決方案，將現有數據資源已原有的格式存儲于分布式數據服務器上，實現分散異構的數據資源共享管理和流通，在數據共享平臺上搭載現有業務應用和開發新的業務應用系統。
系統的概念結構分為三層：
數據層：由分布式數據服務器存儲管理的各種類型的油田數據。所有各種不同類型、任何格式的數據，包括辦公文檔、電子報表、數字照片、多媒體文件、GIS數值地圖、遙感影像、設計圖紙和關系型數據庫等，都可以按原來的格式存儲于本地作為服務器的計算機上。將關于各數據集的元數據登錄到元數據服務器上。
共享管理層：通過系統對集中元數據和分散數據資源一體化管理、對所有分布式服務器上的數據提供一站式查詢檢索服務、在確認用戶對特定數據使用授權的條件下，支持對數據進行遠程存取。對GIS地圖和影像數據可進行在線格式和投影轉換，用戶可以按需要的格式遠程取得空間數據。
應用層：包括數字石油的各類應用系統，在用戶取得授權的情況下，可共享使用整個系統數據層的全部數據資源。用戶既可使用客戶機遠程查詢下載所需數據到本地機后，再通過專業系統進行顯示和處理分析；也可以將各應用系統通過應用程序接口，與共享管理層進行集成，直接遠程共享使用數據層的分布式數據資源。通過各專業系統制做和編輯的專業數據，還通過客戶機進行遠程登錄和維護。
該解決方案具有以下獨特的優點：
分布性：分散的數據不需集成到中心式系統，現有的計算和存儲資源可充分利用。可跨地區、跨網絡協同工作。
異構性：所有各類數據可以原有的格式登錄，不需轉換為統一格式，減少系統建設投入，同時現有應用系統可以繼續使用，保護已有的系統建設投資。
共享性：各部門分散的異構數據可以基于元數據進行一站式查詢和統一管理，遠程調用，充分共享系統數據資源。可以實現對分散異構數據的在線集成。
保護性：由數據提交者針對數據保密要求，對用戶使用權限個別授權管理。數據所有者不需把數據交給其他部門管理，而是發布在本部門的服務器上。數據安全性和數據所有者的權益可以得到充分保障。
包容性：各種數據類型、各種機型和操作系統、各種數據庫管理系統、各種應用系統、各種計算機語言、C/S和B/S雙模式，都可以融入本共享系統。可以支持各種業務應用對各類數據的共享，實現全面的油田管理信息化。
開放性：共享系統的計算機網絡、數據服務器、數據源和數據量、應用系統都可以根據需要在運營中無限擴展。可與各油田業務系統整合，并可獲取外部數據。