تتكون حقول الغاز الطبيعي و النفط بنفس العملية الجيولوجية و هي التحلل اللاهوائي للمادة العضوية تحت أعماق غائرة من سطح الأرض لذلك فغالباً ما يتواجد النفط و الغاز الطبيعي معاً ، و يُشار إلى الآبار الغنية بالنفط بحقول النفط و تلك الغنية بالغاز بحقول الغاز.
و عادة يتكون النفط من الرواسب المدفونة على أعماق تتراوح بين 1000 و6000 م (درجات حرارة تتراوح ما بين 60 و150 درجة مئوية) ، أما الغاز الطبيعي فيتكون على أعماق أكبر و درجات حرارة أكبر ، و كلما زاد العمق كلما خلا الغاز من السوائل ، و لكون النفط و الغاز الطبيعي أخف من الماء فإنهما يطفوان فوق الماء و يستمران بالارتفاع حتى يصلا السطح أو يصطدما بحاجز غير نافذ من الصخور و يمكن استخراج النفط و الغاز من الأعماق بالحفر.
و يتطلب استخراج و نقل الغاز من الآبار البحرية تقنيات مختلفة عن تلك المستخدمة في الآبار البرية ، حيث يستخدم في الحالة الأولى حفارات أكبر و بعدد أقل لغلاء و صعوبة العمل في البحار.
وقد شجع ارتفاع أسعار الغاز الحفارين لإعادة النظر في حقول كانت تعبتر قبل ذلك غير مجدية اقتصادياً ، حيث قامت شركة “مكموران ” للتنقيب بحفر بئر يقارب عمقه 10 كم في خليج المكسيك ( أعمق بئر في تاريخ استخراج الغاز).
و كانت شركة إكسون موبيل قد قامت بالتنقيب عن الغاز على أعماق تتجاوز 9 كم و بعد التكون التدريجي في القشرة الأرضية يتسرب الغاز الطبيعي و البترول ببطء إلى حفر صغيرة في الصخور المسامية القريبة التي تعمل كمستودعات لحفظ الخام، و لأن هذه الصخور تكون عادةً مملوءة بالمياه.
تتكون حقول الغاز الطبيعي فوق البترول في طبقة تسمى (Gas Cap )
حيث أن البترول و الغاز الطبيعي كلاهما أخف من الماء و أقل كثافة من الصخور المحيطة فإنهما ينتقلان لأعلى عبر القشرة الأرضية لمسافات طويلة أحياناً و في النهاية تُـحبس بعض هذه المواد الهيدروكربونية المنتقلة لأعلى في طبقة لا مسامية (غير منفذة للماء) من الصخور تُعرف بـ صخور الغطاء (Cap Rock).
و لأن الغاز الطبيعي أخف من البترول فيقوم بتكوين طبقة فوق البترول تسمى غطاء الغاز (Gas Cap) و لا بد أن يصاحب البترول غاز يسمى بـ الغاز المصاحِب (Associated Gas)، كذلك تحتوى مناجم الفحم على كميات من الميثان ( المُكوِن الرئيسي للغاز الطبيعي ) ، و في طبقات الفحم الرسوبية يتشتت الميثان غالباً خلال مسام و شقوق المنجم ، يسمى هذا النوع عادة بـ ميثان مناجم الفحم.
