石油是一种深埋地下的液体矿床。在地层压力下，能像喷泉一样从地下通过油井喷出地面，或像水井的水一样从井底被人们抽提上来。石油储藏在地下具有孔隙、裂缝或孔洞的岩石中，储藏石油的岩石就是油层。
岩石的种类很多，已经被人们认识的就有100多种，如花岗岩、大理岩、玄武岩、石灰岩、生物灰岩、砾岩、砂岩、页岩等等。但是，并不是所有的岩石都能成为油层。能够形成油层的岩石必须具备两个条件：一是具有孔隙、裂缝或孔洞等石油储存的场所；二是孔隙之间、裂缝或孔洞之间相互连通，构成石油流动的通道。当前世界上常见的油层种类很多，主要的有砂岩油层、砾岩油层、泥岩裂缝油层、碳酸盐岩油层、基岩油层、火山岩油层。
砂岩颗粒之间具有孔隙这一特性，与油气的储存有着密切的关系。砂岩颗粒直径大，颗粒之间的孔隙就大；颗粒直径小，颗粒之间的孔隙就小。比如，大豆、高粱、小米三种颗粒大小不同的粮食各自堆在一起，显然，大豆之间的孔隙大，小米之间的孔隙小，高粱之间的孔隙介于大豆和小米之间。粗、中、细、粉四种砂岩也是一样，粗砂岩颗粒之间的孔隙最大，粉砂岩颗粒之间的孔隙最小，中砂岩和细砂岩颗粒之间的孔隙大小介于粗砂岩和粉砂岩之间。
砂岩孔隙的大小不仅决定于砂粒的粗细，而且还受砂粒均匀程度的影响。打个比方，如果把大豆和小米混在一起，它们颗粒之间的孔隙就比纯是大豆所形成的孔隙要小，这是因为小米充填了大豆颗粒之间的孔隙。这个现象说明颗粒的均匀程度对孔隙有影响。颗粒大小的均匀程度叫做颗粒的分选性。颗粒大小均匀称为分选性好；颗粒大小不均匀称为分选性差。例如，粗砂颗粒和粉砂颗粒混在一起，分选性就很差，就会出现大豆和小米混在一起的现象。
砂岩孔隙的大小还受砂粒磨圆程度的影响。砂粒像皮球一样的滚圆，称圆度高，这样的砂粒堆在一起孔隙就大。假如砂粒有很多棱角，也就是磨圆度差，由于砂粒的棱角互相参错，孔隙就变小了。砂岩的孔隙度还受砂岩颗粒之间充填物溶解程度的影响，溶解程度大，孔隙度就高。
上述说明，粗、中、细、粉砂岩都可以成为储油层，只是由于它们的孔隙度和渗透率有所不同，所以油层的储集性能也有好坏的差别。
另外，砂岩油层还有两种情况。一种是砂岩已经储存了石油，但渗透性很差，石油几乎不能流动，必须经过人为的改造，采取一定措施，使油层产生或扩大裂缝和孔道来增强油层的渗透性能，这样才能将石油采出地面。还有一种砂岩很致密，孔隙几乎都被胶结物充填，甚至于不具备储油的孔隙，但是由于地质构造运动的影响，在岩层中形成裂缝和节理（简单地说，是指有一定方向、有规律的裂缝），这些裂缝和节理，既能储存石油，又是石油流通的良好通道。这种类型的砂岩油层叫做砂岩裂缝油层。
砾岩油层 砾岩是由各种小砾石与较细的砂泥颗粒组成的。这些小砾石成分比较复杂，有花岗岩、变质岩以及沉积岩等碎块。而作为胶结物的砂泥颗粒有石英、长石等矿物和泥质、钙质等较细的物质组分。砾石直径一般大于1mm，变化范围由1mm到大于1cm。
这是因为：砾岩中的砾石虽然直径大，但砾石一般分选性很差，往往产生像大豆和小米混杂的那种现象，而且孔隙经常被大量的胶结物所充填，所以孔隙度小，储油条件差。
泥岩裂缝油层 由直径小于0.01mm的颗粒固结而成的岩石叫泥岩。泥岩的颗粒直径比较小，所以，孔隙小，一般不具备孔隙储油的条件。
但由于地质构造运动的作用，泥岩受外力作用可产生不同方向的裂缝和节理，造成相互连通的空间，因而，也可以形成泥岩裂缝油层。
碳酸盐岩油层 其主要指各种石灰岩油层，在世界油田中占有很重要的位置。到目前为止，碳酸盐岩的油气储量占石油总储量的一半，产量占总产量的60%以上，而且日产上千吨的高产油井多半是在碳酸盐岩的油田中。
碳酸盐岩的形成和砂、泥岩的形成大致相似，大多数是水流携带的物质堆积而成，有少数是水溶液的化学沉积。它主要受沉积物所在地的水流和波浪条件的控制。在水流作用活跃的地区，常常形成分选良好的碎屑石灰岩，这和在水流强度大的条件下形成的砂、砾岩相当。在水流缓慢的地区，经常形成一些灰泥岩，这种岩石结构致密，和在水流强度弱的条件下形成的泥、页岩或过渡岩类相当。介于这两者之间，还有很多类型的碳酸盐岩。
碳酸盐岩的颗粒很细，相当于粉砂岩的颗粒。碳酸盐岩的孔隙和砂岩的孔隙有类似之处，不过，碳酸盐岩的储油空间更广阔一些。这是因为碳酸盐岩形成后，由于大气中的二氧化碳溶解于水形成碳酸，含有碳酸的水沿着岩石的裂缝和孔隙渗于地下，对于碳酸盐岩石起着溶解作用，使原来的孔隙和裂缝不断扩大，日久天长，便形成溶洞。溶洞有大有小，大到几十立方米，小到几立方毫米。因此，碳酸盐岩的储油空间除了孔隙和裂缝之外，还有溶洞。常见的碳酸盐岩油层主要有以下三种，它们的储油空间各具特征。
（1）石灰岩油层。其比较常见，以孔隙、溶洞和裂缝储油为 主。
（2）生物灰岩油层。这种石灰岩是由生物礁体和沉积物的小颗粒及灰泥质组成。生物礁体是生物遗体经过水流和波浪作用而形成，如珊瑚、层孔虫、钙藻、海绵等生物礁体。这些生物礁体都是有本身体腔的原生孔隙，而且礁体中各种碎屑颗粒和生物小碎屑之间也存在许多孔隙，形成良好的储油空间。如果这些孔隙经过次生加大作用，储油、气空间将变得更大，储油条件更好。
（3）生物碎屑灰岩油层。这是由各种生物的介壳、骨骼碎片和沉积物的小颗粒及泥质组成。它们之间形成相互连通的孔隙，具良好的储油条石灰件。
此外，还有一种较差的石灰岩油层??鲕状灰岩油层。这种石灰岩结构致密，鲕粒（这是一种像鱼子一样的化学沉积颗粒）之间虽然也有连通的孔隙，但多数被灰质所胶结，所以储油气空间小。
基岩油层 古老的岩石（如岩浆岩、变质岩）在地表受风化剥蚀作用后，形成风化孔隙带，或是在构造运动的作用下产生断层、节理、裂隙，经过风化后，形成更广阔的孔隙空间。这些岩石抵抗风化的能力各有不同，抵抗风化能力强的形成凸起的地形，抵抗风化能力弱的形成凹下的地形。被不渗透的岩层覆盖后，形成良好的储油空间，这就是基岩油层。
火山岩油层 火山岩是火山爆发时从地下深处喷发出来的炽热岩流冷却形成的岩石。火山岩流在冷却过程中放出气体，发育很多气孔和裂缝。气孔和裂缝相互连通形成的储油层，就叫做火山岩油层。
这里介绍的只是一些常见的油层，具备储油条件的岩石类型远不只这些。概括地说，只要具有孔隙、孔洞或裂缝，而且孔隙、孔洞或裂缝是互相连通的，这样的岩石就可能成为油层。多孔的砂岩可能成为油层，具有裂缝的泥岩也可能成为油层。碎屑石灰岩和生物石灰岩可能因为多孔而成为油层，而化学沉积的致密石灰岩可能因为后生作用产生裂缝、溶洞而成为油层。所以当我们在一个地区开始进行石油勘探时，绝不能机械地、片面地只着眼于某一种油层类型，而应该对各种具备储油条件的岩石都加以注意，着眼于多种类型的油层。只有这样，才能把地下存在的油层发现出来。我国石油勘探的实践完全证明了这一点。新中国成立以来，我国石油工人、科学技术人员在祖国辽阔的大地上发现和开发了很多新油田，油层类型是非常丰富多彩的。在我国陆上100多个大小沉积盆地和辽阔的浅海大陆架上，将有更多的油层需要我们去发现和开采。
