بدأ تكوين النفط والغاز الطبيعي منذ ملايين السنين عندما تغيرت المادة العضوية القديمة تحت الضغط المرتفع ودرجة الحرارة، وتطورت في النهاية إلى الوقود الأحفوري الذي نعرفه. ولا تعد هذه العملية مثيرة للاهتمام من الناحية الجيولوجية فحسب، بل لها أيضًا آثار عميقة على إمدادات الطاقة العالمية. يحتوي الغاز الطبيعي، باعتباره وقودًا أحفوريًا نظيفًا، على العديد من الألغاز غير المعروفة المخفية في عملية إنتاجه وتكريره.
غالبًا ما يتواجد الغاز الطبيعي جنبًا إلى جنب مع البترول، حيث ينشأ كلاهما من نفس عملية التكسير الحراري الجيولوجية. عندما يتم دفن الرواسب العضوية في أعماق الأرض وتعريضها لدرجة حرارة وضغط كافيين، يتم تحويلها إلى غاز طبيعي. وبشكل عام، فإن الرواسب الواقعة على عمق يتراوح بين 1000 و6000 متر تنتج النفط، في حين أن الرواسب الأعمق والأكثر سخونة من المرجح أن تنتج الغاز الطبيعي.
تسمى المنطقة التي تحتوي على رواسب غنية بالبترول بحقل النفط، في حين تسمى المنطقة التي تهيمن عليها الغاز الطبيعي بحقل الغاز الطبيعي.
تعد حقول الغاز الطبيعي مثل حقل بارس الجنوبي، المشتركة بين إيران وقطر، هي الأكبر في العالم، تليها حقول يورنغوي ويامبورغ في روسيا. ولا يقتصر استخراج هذا النوع من الموارد على المناطق البرية؛ إذ تقع العديد من حقول الغاز الطبيعي أيضًا على قاع البحر، الأمر الذي يتطلب تقنيات خاصة للاستخراج والنقل.
عندما يقوم الجيولوجي بإجراء مسح أولي يشير إلى منطقة قد يتواجد فيها النفط والغاز، يقوم الجيولوجيون بإجراء تقييم إضافي. يتضمن الإجراء المعتاد إجراء مسوحات زلزالية لتحديد حجم احتياطيات النفط المحتملة. وعلى هذا الأساس، تُستخدم آبار التقييم لتحديد الموقع الدقيق لنقاط تماس النفط بالمياه، مما يمكّن المطلعين على الصناعة من تقديم تقديرات أكثر دقة للاحتياطيات.
وفقا لبعض الدراسات، فإن الهياكل الجيولوجية التي تخزن النفط والغاز غالبا ما تكون غير متجانسة.
إن التنوع والتباين في الخزانات المائية يعقد عملية تقييم إنتاجها المحتمل، ويصبح استخدام تقنيات النمذجة الحاسوبية ضروريا. إن التعاون بين الجيولوجيين وعلماء الجيوفيزياء ومهندسي الخزانات من شأنه أن يساعد في إنشاء منصة لتحسين إمكانية تقدير الموارد.
إن التكنولوجيا الجديدة وتكاليف الإنتاج المنخفضة نسبيا، إلى جانب اكتشاف رواسب معدنية جديدة، تجعل أنشطة التعدين أكثر جدوى.
في عملية استخراج الغاز الطبيعي من قاع البحر، تواجه العديد من التقنيات تحديات تتعلق بالتكاليف والتقنية. على سبيل المثال، تفرض تكاليف البناء والتشغيل المرتفعة للمنشآت البحرية ضغوطاً على أنشطة التعدين.
على الرغم من أن الغاز الطبيعي يعتبر وقودًا أحفوريًا أنظف من النفط والفحم، إلا أن استخراجه ونقله لا يزال له بعض التأثير على البيئة. مع تزايد الاهتمام بالطاقة المتجددة، قد يتغير اعتماد السوق على الغاز الطبيعي.
مع استمرار ارتفاع الطلب العالمي على الطاقة، يتعين علينا أن نسأل: كيف ينبغي لنا أن ننظر إلى دور الغاز الطبيعي في هذا التحول في السعي إلى إيجاد حلول طاقة أكثر استدامة؟