แหล่งน้ำมันดิบ

แหล่งน้ำมันดิบจะเกิดขึ้นได้ต้องมีสามเงื่อนไข คือ หินกำเนิดซึ่งอุดมไปด้วยสารไฮโดรคาร์บอนฝังอยู่ลึกเพียงพอที่ความร้อนใต้พิภพจะเปลี่ยนให้เป็นน้ำมัน, หินกักเก็บมีรูพรุนและซึมผ่านได้เพื่อให้น้ำมันไปสะสม, และหินครอบหรือหินปิดกั้น หรือกลไกอื่นซึ่งกันมิให้มันไหลออกสู่พื้นผิว ภายในแหล่งน้ำมันเหล่านี้ ของไหลโดยแบบจะจัดเรียงเป็นสามชั้น โดยมีน้ำอยู่ข้างใต้ น้ำมันอยู่กลาง และแก๊สอยู่บน แม้ชั้นต่าง ๆ จะมีขนาดแตกต่างกันไปตามแหล่ง เพราะไฮโดรคาร์บอนส่วนใหญ่เบากว่าหินหรือน้ำ จึงมักไหลตัวขึ้นข้างบนผ่านชั้นหินที่อยู่ติดกันกระทั่งถึงพื้นผิวหรือถูกกักไว้ในหินรูพรุน (ซึ่งรู้จักกันว่า แหล่งกักเก็บ) โดยมีชั้นหินที่ผ่านไม่ได้อยู่ข้างบน อย่างไรก็ดี กระบวนการนี้ได้รับอิทธิพลจากการไหลของน้ำบาดาล ทำให้น้ำมันสามารถเคลื่อนตัวได้หลายร้อยกิโลเมตรตามแนวระดับ หรือแม้กระทั่งลงไประยะสั้น ๆ ก่อนจะถูกกักในแหล่งกักเก็บ เมื่อไฮโดรคาร์บอนเข้มข้นขึ้นในแหล่งกักนั้น ก็จะเกิดเป็นบ่อน้ำมัน ซึ่งของเหลวสามารถสกัดออกมาได้ด้วยการขุดเจาะและการปั๊ม

ปฏิกิริยาที่ผลิตน้ำมันและแก๊สธรรมชาติมักจำลองแบบว่าเป็นปฏิกิริยาการสลายลำดับแรก โดยไฮโดรคาร์บอนถูกสลายเป็นน้ำมันและแก๊สธรรมชาติโดยกลุ่มปฏิกิริยาคู่ขนาน แล้วน้ำมันจะถูกสลายเป็นแก๊สธรรมชาติโดยปฏิกิริยาอีกกลุ่มหนึ่ง ซึ่งกลุ่มหลังนี้ใช้กันปกติในโรงงานปิโตรเคมีและโรงกลั่นน้ำมัน