具有連通孔隙，能使流體儲存，並在其中滲濾的巖層，也稱儲集巖。它是構成油氣藏的基本要素之一。儲集層必須具備儲存石油和天然氣的空間和能使油氣流動的條件。如儲集層中儲存瞭油氣則稱含油氣層。絕大多數油氣藏的含油氣層是沉積巖（主要是砂巖、灰巖、白雲巖），隻有少數油氣藏的含油氣層是巖漿巖和變質巖。儲集層是控制油氣分佈、儲量及產能（給出石油、天然氣的能力）的主要因素。
孔隙性 儲集層的孔隙（（包括裂縫和孔洞）是指巖石中未被固體物質充填的空間。地殼中不存在沒有孔隙的巖石，但是不同的巖石，其孔隙大小、形狀和發育程度是不同的。因此，巖石孔隙發育程度直接影響儲存油氣的數量。巖石孔隙發育程度用孔隙度（孔隙率）來表示，即巖石的孔隙體積與巖石體積之比（以百分數表示）。自然界巖石的孔隙有連通孔隙和不連通孔隙。此外，孔隙的大小也是直接影響油氣在其中流動的重要因素。巖石的孔隙按其大小（孔隙直徑或裂縫寬度）可分為3類：
①超毛細管孔隙。指管形孔隙直徑大於0.5毫米或裂縫寬度大於0.25毫米的孔隙。這種孔隙中的流體可以在重力作用下自由流動。巖石中的大裂縫、溶洞及未膠結或膠結疏松的砂巖層孔隙大部分屬此類。
②毛細管孔隙。指管形孔隙直徑介於0.5～0.0002毫米之間，或裂縫寬度介於0.25～0.0001毫米之間的孔隙。在這種孔隙中的流體，由於毛細管力的作用，流體不能自由流動。要使流體在其中流動，需要有明顯的超過重力的外力去克服毛細管阻力。一般砂巖的孔隙屬於此類。
③微毛細管孔隙。指管形孔隙直徑小於0.0002毫米，或裂縫寬度小於0.0001毫米的孔隙。要使這種孔隙中的流體流動，需要非常高的剩餘壓力梯度，這在地下油層條件下一般是達不到的。因此，對石油、天然氣的開發無意義。一般泥巖、頁巖中的孔隙屬於此類。
那些不連通的孔隙和微毛細管孔隙，對油氣的儲集是毫無意義的。隻有那些彼此連通的超毛細管孔隙和毛細管孔隙，才是有效的油氣儲集空間，即有效孔隙。有效孔隙度（Pe）是指巖石有效孔隙體積（Ve）和巖石總體積（Vt）之比
砂巖有效孔隙度變化在5～30％之間，一般為10～20％；碳酸鹽巖儲集層孔隙度小於5％。
滲透性 儲集層的另一特性是流體在孔隙中流動的能力，也就是儲集層的滲透性。它是指在一定的壓力差下，巖石允許流體通過其連通孔隙的性質。儲集層滲透性決定瞭油氣在其中滲濾的難易程度，它是評價儲集層產能的主要參數。
巖石滲透性的好壞，用滲透率表示。實驗表明，當單相流體通過孔隙介質沿孔隙通道呈層狀流時，遵循直線滲濾定律，即達西公式
液體通過孔隙介質的流量（
Q）與兩端的壓力差（△
P）和橫截面積（
F）成正比，而與液體的粘度（
μ）和孔隙介質的長度（
L）成反比。系數
K為滲透率。
應用達西公式，在單相條件下求得的滲透率為絕對滲透率。而儲集層的孔隙常為兩相（油－氣、油－水、氣－水），甚至三相（油－氣－水）流體共存，各相流體彼此幹擾和互相影響。在二相或三相條件下，某一相的滲透率與絕對滲透率是有差別的，為此提出瞭有效滲透率和相對滲透率的概念。有效滲透率是指儲集層中有多相流體共存時，巖石對其中每一單相的滲透率，分別用K0（油）、Kg（氣）、Kw（水）表示。相對滲透率為有效滲透率與絕對滲透率（為該相完全飽和的滲透率）之比值。分別用Kg/K、K0/K、KW/K表示氣、油、水的相對滲透率。
參考書目
鐘祥主編：《石油地質學》，地質出版社，北京，1986。
西北大學地質系石油地質教研室編：《石油地質學》，地質出版，北京，1979。