通过沉积而形成的多孔地层是油气赋存的主要场合，沉积多孔地层的形成包括分散性介质中沉积物的分离沉积和沉积物的压实及蚀变作用。沉积物在漫长的地质时期内经受了以地应力、热和流体流动条件为主的四种成岩作用：①沉积颗粒的机械形变；②沉积颗粒矿物的溶解；③沉积颗粒的蚀变；④沉积孔隙中充填的矿物、黏土、胶结物和其他物质的沉淀。这些作用决定了含油地层的特性和潜在的地层伤害。
沉积物从水体分离沉积至沉积岩石固结，直到变质作用发生之前所发生的一切机械、物理和化学变化称为沉积成岩作用，一般包括沉积物的压实作用、胶结作用、交代作用、结晶作用、淋滤作用、水合作用和生物化学作用等。这些作用通常是在压力、温度不高的地壳表层发生。
地表以下的地层，主要由原地物质组成，但可能含有外来物质。原地物质包括碎屑物质和成岩物质。碎屑物质在岩石形成过程中产生并作为紧密填充物和混合的矿物质构成或存在于岩石骨架内（图2－1、图2－2）；成岩（或自生）物质是现有填充沉积物中，由各种岩石—液体间相互作用而形成，并位于孔隙空间内部，作为松散附着的孔隙充填、孔壁附着和孔隙搭桥的沉淀物而存在。它们直接与孔隙液体接触，因此地层伤害的可能性较大。而外来物质是因钻井、修井、储层改造等油气开发作业引入的。
图2－1 典型砂岩中黏土矿物的沉积类型
图2－2 典型砂岩的结构及组成
对地层组成的研究表明，含碎屑性的地下地层可以形成多孔隙基质的各种矿物氧化物，如SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、K2O、CaO、P2O5、MnO2、Na2O等；而各种膨胀和非膨胀的黏土，有些是碎屑的，有些是自生的。碎屑黏土形成孔隙基质的骨架，可能对地层产生机械伤害，自生黏土松散地附着在孔隙表面上，可能对地层产生化学和物理－化学伤害。
黏土是各种类型的水铝硅酸盐结晶矿物的通称，占有沉积地层的很大部分。黏土矿物颗粒极小，为板状分散态物质，在沉积岩中以晶体充填方式出现。一个典型黏土颗粒的最大尺寸不足0．005mm。常见的黏土矿物可分为三大类：①高岭石类；②蒙脱石类；③伊利石类。另外，还有由这三个基本类型黏土组成的混合层黏土矿物（表2－1）。黏土是油气层伤害的主要来源。
表2－1 沉积地层中自生黏土矿物形态
细粒运移和黏土膨胀是造成地层伤害的主要原因。所含有的大量自生的、对水溶液敏感的孔隙充填的黏土，如高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石和混合层黏土矿物，由于其岩化程度差和在地层中紧密填充，特别容易受到地层伤害。黏土质岩石的膨胀主要取决于阻止扩散作用的接触表面的水吸附、黏土质岩石的相关膨胀性质，并随含水饱和度极值和水吸附速率成正比变化。黏土矿物和水溶液的相互作用是引发含油地层伤害的首要因素（表2－2）。
表2－2 自生黏土矿物引起的油气层伤害
影响沉积地层矿物敏感性的因素包括以下五个方面：
（1）矿物学和化学组成。
1）矿物的溶解；
2）矿物的膨胀；
3）新矿物的沉淀。
（2）敏感矿物数量为主的矿物丰度。
（3）矿物的大小。
1）矿物敏感性与矿物的表面积成正比；
2）矿物的大小决定颗粒的表面积与体积之比。
（4）矿物形态。
1）矿物形态决定颗粒形状，也就决定表面积与体积之比；
2）呈板状、叶状、针状、纤维状或片状矿物，如黏土矿物，具有高的表面积与体积之比。
（5）矿物所处的位置。
自生矿物对蚀变特别敏感，因为它们是以孔壁附着、孔隙充填和孔隙搭桥沉淀物方式出现在孔隙空间中的，并且它们直接与注于近井地层的液体接触。
从一定意义上说，储层保护就是防止储层敏感矿物伤害的技术。
沉积地层中，岩石－液体间也会产生相互作用，包括：①岩石矿物与不配伍液体接触导致的化学反应；②过高流动速率和压力梯度引起的物理作用，这也是储层保护研究的主要对象。
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