随着干酪根高级生油理论和分析手段的快速发展，许多地球化学指标都可用于分析油气运移过程中烃类成分的变化规律，并追踪运移的方向、通道和距离等。现已证实，在自然界中油气运移所引起的烃成分变化与实验室的色层效应极为相似，因此根据系统取样分析，可以了解油气运移的总趋向。
自从D.T.Day（1897）提出地质色层效应的原始设想以来，这一原理逐步得到了应用。我国石油工作者根据源岩和原油中生物标志化合物、碳同位素δ13C/δ12C、色谱、红外光谱、卟啉含量以及原油物性等指标的变化规律，研究了大庆（杨万里，1982）、酒泉盆地（中国科学院兰州所，1977）、大港（北京石勘院，1977）等油田的二次运移问题；B.M.Krooss（1991）对地质色层分析的发展历史、定义、本质、处理技术分类等进行了详细的述评，对其机理进行了重点阐述，并进行了定量模拟；C.M.Bethke等（1991）对伊利诺斯盆地石油的长距离运移进行了研究，等等。对于天然气的运移，则主要利用甲烷碳同位素（δ13C1）、氢同位素（δD）、氩同位素（40Ar/36Ar）值等进行气源分析。例如，用δ13C1可区分煤成气和油成气（陈文义等，1987）；用δ13C1与Ro的关系追踪气源及运移路线（Stahl,1980；廖永胜，1984；王秉海等，1992）。总之，尽管地质色层效应的机理比较复杂，在具体分析地质条件的前提下，仍可用来判断油气运移的方向。
另外，随着测试工艺技术的发展，目前已应用高压物性取芯获得地层状态下的原油物性（密度、粘度、油气比、饱和压力等）研究油气运移的方向和距离。如地层原油物性菱形图（刘孝汉，1987）、运移系数（P.C.卡西莫夫，1978）等都是指示油气运移的良好方法。目前，荧光显微分析技术、原油孢粉分析等也为研究油气的运移提供了直接的时空证据（曹志雄等，1988；江德昕，1977;1990;Chepikov等，1971；范太雍，1978）。尽管地球化学方法是定性为主的，然而却是重要和必要的，是建立理论模型和模拟的基础。