油氣的成因
油氣的真正成因究竟是什麼，目前仍是許多專家所熱烈討論的重點；歸納各種不同的看法，基本上可分為無機生成和有機生成兩種不同的理論。
無機生成論
十九世紀時的化學家認為當地球構造岩漿由熱變冷時，會釋放出大量的氣體，這些氣體存在於深部地層，經化學作用 而轉換為油氣。1866年泊第洛(M.P.Berthelot) 從事鹼金屬自由離子的試驗，認為在地球深部的含鹼金屬若遇到含二氧化碳的水，就會產生氫元素，而在高溫化學作用後，會生成乙炔化物並遇水而轉換為原油。
1879 年蘇聯化學家蒙德吉拉夫 (Mendeljeef) 發表著名的文獻，認為地球深部存有大量的碳化鐵，會在高溫高壓下和水作用形成油氣。這之後，還有更多的無機成因學說，大多認為油氣的形成和溶岩以及火山作 用有關，因為溶岩冷卻或火山爆發都會產生大量的氣體，這些氣體中都含有氫、氮以及乙炔等等天然氣，而這些天然氣則會在深壓地層內，轉換為各類碳氫化合物。 但無機生成論也留下許多無以解釋的謎團，例如：
●為何原生油氣蘊藏只存在於沉積岩層，而不會在火層岩體或變質岩體產生？
●倘若油氣是因溶岩釋出氣體而成，則應該越深入地殼靠近地函的區域，就越有油藏存在，但這和事實不符。
●利用光性顯微鏡以偏光狀態觀察原油，會出現旋光反應，這一特性是有機物質特有的現象。並且，它含有血紅素和口比啶 (pyridine) 等成份，這也是有機體的產物。
●無機生成論無法進一步解釋有關油氣內複雜化學成份的組成因素。
有機生成論
綜合過去以至現代科學技術所作過的研究，結果多顯示油氣生成的條件偏向有機物成因，其理由如下：
●絕大部份的油氣田都分佈在沉積岩層中，而且多集中在淺海相、三角洲和深湖相沉積層。
●在中國大陸古老地層自寒武紀到第四紀的更新世時代，以至新疆省內的上及中元古界都找到油。由此可見油氣雖分佈不勻，但大多和地層中有機質有關，和煤或油頁岩等礦產的形成時代也很吻合。
●近代科學家研究海相和湖泊相的沉積物，已發現有機物轉化為油氣的過程。中國青海湖及洞庭湖、美國加州陸棚沉積層以及蘇聯裡海、黑海及謝萬湖等都有 豐富的有機物質轉化為石油類碳氫化合物的證據。美國 P.V.Smith 於 1954 年曾以碳同位素測得其絕對年齡為九千到一萬四千年，並且發現這些有機物愈在深層處，其特質愈接近石油。
(河水入湖處，流速驟減，形成河口三角洲。)
世界上各地所產原油雖不盡相同，但其化學組成中均有共同的地方，比如:較老的古生代原油多屬烷類，年輕的第三紀原油則以環烷族為主。而且，原油的 化學成份與重量比也相當接近。這些正好說明，油氣的可能成因大致相同，但由於原始生油物質及環境不同，加上生油後經歷不同的變化過程，而造成成份上的差 異。
根據光譜分析，更證明中、新生代的石油灰是以氧化鐵為主，約占 70%，古生代的石油灰卻以氧化釩和氧化鎳為主，在 60 至 80% 間。比較石油灰和地球的岩石圈所含元素，石油灰中釩、銅、鎳、鈷等均較岩石圈中高出很多，這些跡象顯示出煤和原油都是有機生成的關係。
由所有油氣田所測資料顯示，油層環境很少超過攝氏一百四十度；並且，原油所含芳香巠成份中，二甲苯多於甲苯多於苯，然而當溫度提高到攝氏七百度時， 則此比例成逆向變化。另外，原油含口卜口林化合物，具旋光性；以及環己烷、環戊烷和其同系物等存在關係，都證明原油是在低溫條件下形成。
在年輕地層如上新世至更新世地層中所發現的油藏，其生成時間都不過一百萬年。在委內瑞拉東部佩德納爾斯，有一個封閉在帕里亞黏土層內厚約六公尺的砂 層，它含巠類濃度比其圍岩的黏土層和地表砂層高出四倍之多。以碳十四元素測帕里亞黏土層的年齡不過一萬年，該被封閉的砂岩層卻只有五千年左右。以該砂岩層 所含平均巠濃度 150ppm (百萬分數 -微量物質濃度之比，百萬分之一個單位) 減去地層平均含巠量 25ppm，所剩 125ppm 就是砂層內後來聚集巠的量，相當於平均每年增加 0.025ppm，以此推論，只要一百萬年，該封閉就可成為大油田了。