以低能环境下形成的富含有机质的石灰岩、生物灰岩和泥灰岩为主，如沥青质灰岩、隐晶灰岩、豹斑灰岩、生物灰岩、泥质灰岩等，常含泥质成分;多呈灰黑、深灰、褐灰及灰色;隐晶一粉晶结构，颗粒少，灰泥为主;多呈厚层一块状，水平层理或波状层理发育;含黄铁矿及生物化石;偶见原生油苗，有时锤击可闻沥青臭味。我国四川盆地丰富的天然气资源，部分与二叠系和三叠系的石灰岩有关;华南、塔里木地台广泛发育的古生界碳酸盐岩和华北地台中、上元古界、下古生界的许多碳酸盐岩都具备良好的生油条件。波斯湾盆地的上侏罗统阿拉伯组和第三系阿斯马利石灰岩都具有重要的碳酸盐岩生油层。

在直观辨认生油层岩性特征的基础上，研究岩相特征可使我们对生油层的了解更深人一步。因为岩相是在一定沉积环境中所形成的岩石组合，它反映了当时的大地构造条件、古地理古气候环境和沉积介质的物理化学特征。一般来说，最有利的生油岩相是浅海相、三角洲相和深水湖相。

浅海相的碳酸盐岩类和粘土岩类都具备很好的生油条件。它们多处于广海大陆架和潮下带的局限海，属持续低能环境，盆底长期稳定沉降，气候温暖湿润，生物繁盛，水体安静，氧化一还原电位呈负值，水介质属弱碱性，长期的还原环境使丰富的有机质得以顺利堆积、保存并向油气转化。国外许多碳酸盐岩含油气盆地常出现碳酸盐岩一蒸发岩沉积旋回:一般开始为深水泥灰岩沉积;然后过渡为石灰岩，局部遭受重结晶和白云石化，有时出现生物礁块沉积;最后则为原生白云岩、硬石膏及盐岩等蒸发岩。旋回初期一中期为有利的生油时期。

三角洲相在近20多年来也引起国内外石油地质学家的广泛注意。在海岸线以外的前三角洲带属于长期快速沉降地区，以富含有机质的暗色页岩沉积为主，由河流搬运来的细粒粘土悬浮物质和胶体物质沉积而成，既含海相生物化石，也含陆源有机质，它们都迅速埋藏、保存下来。这种快速沉积的前三角洲页岩具有隔绝导热能力，可以造成异常高的温度和压力，有利于大范围有机质转化为烃类。非洲的尼日尔河第三纪三角洲是闻名世界的产油气区，这里的前三角洲带暗色泥岩是非常有利的生油层。

我国油气勘探实践证明:深水一半深水湖相是陆相生油层系发育的有利环境，这里具备有机质含量丰富，加上水流弱、波浪小、静水沉积、水底还原等良好生油条件，尤其是在主要生油层系沉积时期处于近海地带的深水湖盆更为有利。从我国各地质时代陆相生油层分布状况来看，许多大型深水湖相生油层系都分布在地质历史上同古海域联系密切的近海地带。

例如陕甘宁盆地位于我国大陆腹地，可是在晚三叠世，它却面临着辽阔的古南方大海，属于近海湖盆;其他如早白坐世的松辽盆地、早第三纪的渤海湾盆地、晚二叠世的准噶尔盆地等都可能是大型的近海深水湖盆。这些深水湖盆的共同特征是长期稳定沉降，沉积岩系厚达数千米以上。在长期大幅度沉降过程中，又往往伴随着振荡运动，形成多旋回的特点。每个旋回初期主要是山麓河流相砂泥岩沉积;随着盆地持续下沉，水体加深，湖盆扩大，形成了半深水和深水湖相泥岩沉积，成为主要生油层系;至旋回后期，湖盆沉降速度变小，湖盆变浅，又沉积了不利于生油的岩层，最后出现湖滨沼泽相的煤和碳质页岩。在沼泽相沉积以后，可能又开始一次新的沉积旋回，造成又一次有利于生油的深水湖相沉积。所以，每个沉积旋回中期湖盆的沉降及沉积特征是生油层系发育好坏的关键。

烃源岩的有机地球化学研究，主要是通过一系列地球化学指标反映沉积有机质的性质、含量及演化特征的，其中有机质半度是生成油气的物质基础，演化程度决定有机质向油气转化的时机，转化效率则反映有机质生成油气的能力。

1.有机质丰度指标

有机质丰度指标常用有机碳表示，即单位质量岩石中有机碳的质量百分数。这部分有机碳实际上只代表岩石中残存下来的有机碳，故又称之为剩余有机碳。

2.有机质类型

有机质类型的研究对了解烃源岩的生油气能力，定量估价生油气潜能都十分重要。干酩根类型不同，向油气转化的成烃模式和产物就不同，因此，有机质类型研究主要任务就是确定干酪根的类型。比较常用的方法有光学显微镜法、热解法、元素分析法等。

光学显微镜法是利用显微镜在透射光下观察干酪根的形态、颜色、透明度等。用荧光显微镜观察其发光强度，并结合其他资料即可判定干酪根的类型。

3.有机质成熟度

确定有机质成熟度的方法很多，常用的有镜质体反射率、孢子花粉颜色、正构烷烃分布的奇偶优势等指标。

4.有机质转化指标

丰富的沉积有机质达到成熟阶段，即可转化成石油和天然气。但是，不同类型的有机质向烃类转化的效率是不同的，常用氯仿沥青“A“、总烃/有机碳、饱和烃/芳香烃等指标表示其转化效率。一般来说，上述3个参数愈大，转化效率愈高。