石油和天然气作为重要的能源资源，在人类的生活中扮演着不可或缺的角色。那么，石油和天然气是如何形成的呢？
首先，有机质在沉积物中逐渐转化为石油和天然气，同时伴随着岩石的成岩过程。虽然生油和成岩的具体时间点仍然是科学界争议的焦点，但初生的石油被发现分散地、星星点点地分布在正在压实、固结的生油层中。
可生成石油的岩石层随着沉积盆地的下沉而不断深埋。在生油层内部，油和气逐渐生成，而在生油层上部，沉积物也在不断增厚。生油层所承受的压力逐渐增大，组成岩石的颗粒也更加紧密。而存在于颗粒之间的水和初生的油气则越来越难以存留，最终被挤出生油层。上覆地层的重压就像一部巨大的榨油机，通过静压力将生油层中的大部分水和油气挤榨出来。
挤榨出来的初生油气会流向相邻的储层，这些储层常常位于生油层附近。在成岩过程中，泥质沉积层（如生油层）由于颗粒较细小、含水较多，其可压缩性较大；而砂质和砾石沉积层的可压缩性较小。因此，在固结成岩后，砂质和砾石组成的岩石骨架能够承受上部地层的重压，保持较多的孔隙和连通性。初生的油气就会钻进这些压力较低的储层孔隙中，开始它们的“新生活”。而生油层附近的压力较低，使得被挤榨出的油气能够进入生油层上部和下部的储层。
学者们对油气是如何从生油层压进储油层提出了不同观点。一种观点认为，油气沿着垂直于层面的方向直接进入相邻的储层，同时也沿着平行于层面的方向，受压力差的影响向储油层运移。不同地区承受的重压和压缩性不同，越靠近沉积盆地的中心，压力和可压缩性越大；而靠近湖、海边缘、水流较强的地方可压缩性较小，有利于油气的保存。在这些地方，生油层往往转变为储层。
还有学者认为，在成岩的初期，只有一小部分有机物质转化为油气，并被上覆地层的重压挤入储层。而大部分油气是在生油层下沉到更深位置后才生成的。岩层的沉降导致褶皱和断裂的产生，深处生成的油气则沿着这些裂缝在上部的储层中向上运移，受到上覆地层的重压推动。
沉积盆地的持续下沉和沉积物的增厚不仅对下部的生油层起到挤榨的作用，同时由于深度的增加，温度也随之增高，为油气的运移提供了有利条件。岩石和流体受热后膨胀系数不同，流体的膨胀程度大于岩石颗粒。温度升高有助于流体从岩石颗粒间挤出，初生油气离开形成的地方。此外，温度的增加还减小了流体的黏度，增加了流动性，甚至部分或全部转变为蒸汽或气体，更有利于流体的运移。
近年来，关于油气从生油层压入储油层的问题出现了一些新的观点。有学者提出了“微裂缝”理论，认为随着上覆地层的增厚和生油层中温度的增加，气态碳氢化合物膨胀会在生油层中形成许多微裂缝。油气通过这些微裂缝在静压力的作用下排出生油层，进入储层。当油气排出后，生油层的流体体积恢复到膨胀前的水平，内部压力也恢复到原来的水平，微裂缝也会闭合。随着生油层继续下沉，这个过程可能再次发生。
一般情况下，水对碳氢化合物的溶解能力较弱，对非碳氢化合物的溶解度却较高。但当水中溶解了非碳氢化合物后，在地层的温度和压力条件下，其溶解碳氢化合物的能力大大增加。水不仅可以将岩石颗粒表面的碳氢化合物剥离出来，还可以从有机物残骸中抽提出碳氢化合物。水和地层中的压力相互配合，大量携带碳氢化合物从生油层进入储油层。
地壳运动产生的动压力也是推动油气运移的动力之一。动压力使沉积岩进一步压实和变形，将其中的流体推向压力较小的地方。此外，碳酸盐岩生油岩层在成岩过程中的矿物结晶作用也推动油气的运移和储集，这种作用排挤混杂在未结晶的碳酸盐岩中的流体，同时形成无数大小不等的裂缝，为流体的运移和储集提供了良好条件。
然而，过大的压力可能导致岩石颗粒堵塞某些孔隙，甚至使部分油气被封堵在孔隙中无法排出生油层，尽管这种作用是极为次要的，并且被封堵的油气很少。
综上所述，生油和成岩是同时进行的过程。可生成石油的岩石层随着沉积盆地的下沉不断深埋，生油层内的油气逐渐形成。生油层承受的压力增加，岩石颗粒紧密堆积，其中的水和初生油气逐渐被挤出生油层。初生油气进入生油层上部和下部的储层。沉积盆地的下沉和沉积物的增厚为油气的运移提供了有利条件，温度和压力的变化也起到促进作用。地壳运动和矿物结晶作用进一步推动油气的运移和储集。
