广义的生油气岩是指能生成石油和天然气的岩石。狭义的生油气岩也即有效生油气岩是指具有一定的有机质丰度并在适宜的热演化阶段能生成并排出油气的岩石。由能生成工业数量油、气的生油气岩组成的地层称为生油气层。根据国内外研究，普遍认为最好的生油气岩为浅海、三角洲和深水湖泊等环境沉积的泥页岩和碳酸盐岩。从70年代开始随着油气勘探领域不断扩大，煤成油气的大量发现，煤系地层也成为重要的一类生油气层。
1.泥页岩生油气岩主要为在一定深度的稳定水体中沉积形成的暗色泥岩、页岩。沉积形成时水体宁静，处于较还原环境，因此浮游生物和陆源有机质能够伴随粘土矿物大量堆积、埋藏、保存。因而这些细粒的泥、页岩普遍含有大量的有机质和低铁化合物，致使颜色发暗，多呈灰黑、深灰及灰色，富含黄铁矿和微古生物化石。我国松辽、渤海湾、准噶尔、柴达木、酒西、江汉、南阳、泌阳等陆相含油气盆地主要生油气层均为暗色泥、页岩。其中以深水湖相沉积环境最为有利，因为这类湖盆水体稳定、气候适宜、生物发育、有机质丰富、还原环境、对有机质保存极为有利。
2.碳酸盐岩生油气岩只有在低能环境形成的暗色石灰岩、生物灰岩、泥灰岩等才能成为生油岩。常见的如泥灰岩、泥质灰岩、沥青质灰岩、生物灰岩及礁灰岩等，多含泥质成分。当粘土矿物含量超过碳酸钙时则成为钙质泥岩。这类碳酸盐岩富含有机质，以浮游生物为主，常见有孔虫、藻类、珊瑚、腕足类、海百合及软体动物等生物碎屑，甚至灰泥也往往主要由微古生物组成。颜色多为灰黑、深灰、褐灰及灰色。隐晶—粉晶结构，颗粒少，灰泥为主，多呈厚层块状，水平层理或波状微细层理发育，含黄铁矿晶体，在晶洞中常见固态沥青或油苗，用锤击打岩石有时可闻沥青臭味。
综上所述，不论是泥页岩还是碳酸盐岩生油层其共同的特征是：颜色深、粒细、富含有机质和微生物化石，常含原生黄铁矿。它们既可形成于海相沉积环境也可形成于陆相湖泊沉积环境。最有利的沉积环境为浅海相、三角洲相和深水湖相。
3.煤系生油气岩煤系（Coal Measure）有机质是指有机质高度富集的煤及分散的腐殖型有机质。煤系有机质成烃是指在特定环境下的聚煤盆地中，在煤化作用及成岩作用过程中，煤及煤系泥岩内集中和分散的富氢有机组分生成一定数量的气态和液态烃类。当烃类达到一定浓度后排出，在与之相适应的构造条件下，聚集在有利的储层和圈闭中形成工业性油气藏。众所周知，煤系地层能生成甲烷、并形成大规模的煤成气藏。如荷兰格罗宁根大气田，我国四川盆地、陕甘宁盆地、吐哈盆地等都发现了大、中型煤成气田。因此煤及煤系可以作为气源岩得到世界公认。
60年代后期以来，澳大利亚吉普斯兰盆地、印度尼西亚库特盆地（马哈坎三角洲）、加拿大斯科舍盆地和马更些盆地及英国北海默里盆地等在一些地区都发现了一批与中、新生界煤系地层有关的重要油田，引起了人们对煤成油研究的极大兴趣。大量的研究与勘探实践证明煤系地层不仅可以生气而且可以生油。1989年，在我国吐哈盆地鄯善弧形构造带上煤系地层中找油获得了重大突破，发现了一批与侏罗系煤系地层有关的油气田，这就是我国著名的吐哈盆地煤成油气田。
我国是一个煤碳资源极为丰富的国家，煤的储量和产量均居世界前列。但是人们也注意到我国和世界其它地区一样，富煤时代（C—P、J、J3—K、T）并不富油（K、E2—3），并且主要产煤区（山西、河北、河南、山东、内蒙、新疆）与主要产油区的分布（大庆、辽河、渤海湾盆地等）也不一致。究其原因，并不是所有的煤都可以生成大量的石油，并进而聚集成油田。因为不同的煤其有机显微组分差别很大。而要成为煤成油源岩必须要有相当数量的富氢显微组分。
根据国内外学者近年来的研究成果表明：不是所有的煤系都能形成有经济价值的油藏。在成煤沼泽中壳质组的富集达到一定的水平（10%以上，而在气煤—肥煤阶段可降低到5%；干酪根的氢指数IH>100mgHC/gC），煤层必须埋藏到煤化阶段达到气—肥煤阶段（Ro<1.5%）并且具有良好的油气聚集保存条件，是形成有重要经济价值的煤成油田的三个必要条件。同时，由于煤层孔隙结构的特点和高的吸附性，使得重质沥青难以排出，所以煤成油不仅富含气而且是以轻质油和凝析油为主。
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