يعتبر النفط خليطاً معقداً من الهيدروكربونات، التي تكون عبارة عن الألكانات، والسيكلو ألكان، وهاليدروكربونات العطرية، إلى جانب مواد كيميائية أخرى، ويختلف تركيبه اعتماداً على مكان تكوّنه، والطريقة التي تكوّن بها، ويمكن إجمال الأنواع المكونة للنفط الخام كما يلي:[1]
تشكل البترول عند انجراف النباتات والعوالق والطحالب في قاع المحيطات والبحار الضحلة منذ ملايين السنين، فقد غرقت هذه الكائنات في قاع المحيط عند انتهاء حياتها، ودُفنت تحت ملايين الأطنان من الرواسب الأخرى من بقايا النباتات مع مرور الوقت، ثم جفت البحار وبقيت الأحواض التي أُطلق عليها الأحواض الرسوبية، فتعرضت هذه الأحواض للضغط، والحرارة الشديدن، فكان الأكسجين شبه منعدم فيها، فبدأت المادة العضوية في التحول إلى مادة شمعية تسمى كيروجين (kerogen)، الذي خضع مع مرور الوقت لعملية تُسمى بالتراجعية، مما أدى لتحولها لهيدروكربونات، التي تعتبر مواد كيميائية تتكون من الهيدروجين والكربون، ويوجد عدة أشكال منها كالفحم، والجفت، والغاز الطبيعي.[2]
يتم صنع العديد من المنتجات المختلفة من النفط الخام، الذي يتم إرسالة إلى مصفاة بعد استخراجه من قاع الأرض، والتي تقوم بفصل أجزائه المختلفة إلى منتجات مختلفة من النفط القابلة للاستخدام، ومن الأمثلة عليها البنزين، ونواتج عملية التقطير، مثل: زيت التدفئة، ووقود الديزل، ووقود الطائرات، والمواد الأولية للبتروكيماويات، وزيوت التشحيم، والشموع، والإسفلت، ويمكن أن ينتج برميل واحد من النفط الخام، بسعة حوالي 170.3 لتر، ما يقارب 170.3 لتر من المنتجات النفطية في مصافي الولايات المتحدة.[3]
توجد درجة حرارة محددة تستطيع عندها العوالق البحرية التحول إلى نفط، فإذا كان الجو شديد البرودة، فإن النفط سيبقى محصوراً داخل الطبقات الصخرية على شكل كيروجين، ولكن في حال أصبح الجو حاراً، فإنه سيتحول إلى غاز طبيعي عن طريق عملية التكسير الحراري، ويتطلب تكّون خزان من النفط ثلاثة شروط رئيسية، وهي:[4]