De soorten gesteenten die olie en aardgas bevatten, zijn allemaal sedimentair gesteente, gesteente dat wordt gevormd wanneer korrels en minerale deeltjes die door stromend water worden afgezet, samensmelten. Omdat deze rotsen aan elkaar zijn gecementeerd uit zulke kleine componenten, zijn ze poreus, vol met ruimtes waarin energierijke koolstofverbindingen kunnen bezinken, om later vrij te komen in de vorm van olie of gas.
schalie
Schalie is een sedimentair gesteente dat vaak wordt genoemd als natuurlijke brandstofbron, waarschijnlijk vanwege de overvloed (42 procent van al het sedimentair gesteente wordt geschat op schalie) en de samenstelling ervan. Het wordt geproduceerd wanneer lagen koolstofrijke modder worden samengeperst totdat ze verharden tot gesteente dat die lagen vasthoudt. Eén type schalie bevat zoveel kerogeen, de organische vaste stof die wordt verwerkt tot olie en gas, dat het eigenlijk 'olieschalie' wordt genoemd.
Zandsteen
Andere soorten bijzonder poreuze gesteenten vormen zich vaak boven schaliebedden, waarbij de koolstofverbindingen met een lage dichtheid worden gevangen die kunnen opstijgen door de modder die schalie wordt in hun ruimtes. Zandsteen is zo'n gesteente, gemaakt van korrels van mineralen zoals kwarts gebonden door andere verbindingen, zoals silica. Binnen zandsteenbedden komen koolstofverbindingen over het algemeen voor in vloeibare vorm, zoals ruwe olie, die in sommige gevallen ook aardgas vrijgeeft wanneer ze naar het aardoppervlak worden gebracht.
Carbonaten
Net als zandsteen zijn carbonaten afzettingsgesteenten die vaak worden aangetroffen in combinatie met schalie. Carbonaten worden echter grotendeels gevormd uit overblijfselen van het zeeleven, met name schelpen en botten, in combinatie met andere mineralen. Hierdoor zitten ze vol calcium en andere verbindingen die tot hun classificatie leiden: kalksteen, die calciumcarbonaat bevat, en dolomieten, die calciummagnesiumcarbonaat bevatten. De ruimtes tussen hun samengesmolten fragmenten zijn waar olie en gas kunnen worden gevonden.
Extractie
De processen om deze energierijke stoffen vrij te maken uit het gesteente dat ze vasthoudt, zijn zelden zo eenvoudig als het overhevelen van olie of gas uit de poriën van sedimentair gesteente. Onderzoekers hebben echter manieren ontwikkeld om extractie gemakkelijker te maken. Door bijvoorbeeld de kerogeen in schalie te verwarmen, ontstaan gas en vloeibare olie die gemakkelijk naar de oppervlakte stromen, terwijl hydraulisch Breken past vloeistofstromen onder hoge druk toe op sedimentaire gesteenten om hun scheuren te benutten, waardoor olie en gas vrij kunnen bewegen.