沉积有机质的成烃演化主要分为三个阶段，分别是成岩作用阶段、深成作用阶段和深成作用阶段。

成烃演化阶段

成岩作用阶段
此阶段从沉积有机质被埋藏开始到门限深度为止，R0＜0.5%。成岩作用早期，有机质要经历细菌分解和水解，随着埋深的增加，细菌作用趋于终止，进而演化为地质聚合物即干酪根。成岩作用阶段尤其是早期牲畜的烃类产物，是生物甲烷和少量高分子烃。
在有机质成岩作用晚期，地下水对碳酸盐、铝硅酸盐和硅酸盐矿物的溶解能力增加，有助于形成溶蚀的次生空隙。
深成作用阶段
为干酪根生成油气的主要阶段，也可称油和湿气阶段。此阶段划分2个带，油带R0为0.5-1.3%，又叫低-中成熟阶段，其中低熟油带R0为0.5-0.7%，中熟油带R0为0.7-1.3%，干酪根通过热降解作用主要产生成熟的液态石油。轻质油和湿气带又叫高成熟阶段，在较高的温度下，干酪根和已形成的石油发生热裂解，C1-C8的轻烃迅速增加，还可形成凝析气。
准变质作用阶段
该阶段埋深大、温度高，R0＞2.0%。由在成熟阶段干酪根上的较长烷基链已消耗殆尽，所以生油潜力枯竭，只能在热裂解作用下生成高温甲烷，而且先前生成的轻质油和湿气也将裂解为热力学上最稳定的甲烷。该阶段也称热裂解干气阶段。

有机质成岩演化与成烃作用（据Tissot&Welte，1984）

促使沉积有机质演化成烃的因素

促使沉积有机质演化成烃的因素主要有细菌、温度和时间、催化剂、放射性、压力等。

细菌

按其生活习性可分为3类：喜氧细菌、厌氧细菌和通性细菌。

细菌所起的作用是将原始的有机质中的O、S、N、P等元素分离出来，使C、H特别是H富集起来。细菌一般作用于有机质改造早期。

温度和时间

只有对沉积有机质演化而成的干酪根加热以后才能生成石油烃类；

温度较低时，加热干酪根生成的液态烃和挥发组分产率较低。只有达到一定温度，才会大量生成液态烃。而温度继续上升到一定程度，液态烃又会减少，气态烃生成量继续增加。

有利于油气生成的地质环境

一是有丰富的有机质，二是有适宜的物理化学条件，前者是生油的物质基础，后者为生油提供了保障。

岩相古地理环境

无论海相还是陆相都有可能具备适合于油气生成的岩相古地理条件。海洋中以浅海为最有利的生油环境。陆地上的深水-半深水湖泊也比较有利。从气候来看，温暖、湿润的气候是生物繁殖和发育的外部有利条件。

大地构造条件

只有在长期持续下沉过程中伴随适当的升降、沉降速度略大于或接近沉积速度地区，才能持久保持还原环境。