天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。 天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。 天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂（四氢噻吩），以资用户嗅辨。 若天然气在空气中浓度为5%～15%的范围内，遇明火即可发生爆炸，这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间产生高压、高温，其破坏力和危险性都是很大的。 依天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、不含液体成份的干性天然气。
1、天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。
2、天然气的商业生产主要来自油田和天然气田。天然气和石油常常并存于同样的岩层中，可以在油井中吸取天然气。此外，在煤矿、泥盆纪页岩、地压盐水和结构紧密的砂岩中也会存在天然气。然而从中开采天然气的成本较高，相关技术发展缓慢。
3、植物、垃圾、污水和动物的排泄物等有机物发酵时会产生沼气，性质类似天然气。
4、在以前，天然气是作为废料在开采石油的过程中被烧掉的，因为相对出产的石油来说，其用途不大。但随着化石燃料的储量逐渐消耗，天然气在能源供应中所占地位不断上升。
5、天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等，也有少量出于煤层。
石油与天然气的成因是一个极为复杂的课题,至今还存在一些争论.这主要原因是:
1.从物态上看:石油与天然气是流体,在地下一定条件下,它不断流动,现在所找到的油气藏并非其生成地方,而是经过一定距离运移而聚集起来的.
2.从化学组成上看:石油与天然气的组份很复杂,并非单一物质,且在地下运移过程中或其它条件的改变,其成份也在发生变化,其现今的组成并不代表其原貌.
3.由于分离及鉴定手段的限制,目前对石油组份的了解尚不充分.
由于石油的成因问题,关系到油气的勘探方向,所以,多年来,它一直吸引着许多国家地质学家,生物化学家和地球化学家.
§1 油气成因研究现状
从十八世纪七十年代以来,对油气成因的认识基本上分为无机成油和有机成油学说两大学派.
无机成油学说认为,石油是在地壳深处形成的,后来沿着深大断裂渗透到地壳上部,或者在天体形成时形成,当地壳冷凝时以烃雨的形式降落下来,后聚集成油气藏.其基本观点是石油是在地下高温,高压条件下形成的而非生物成因.其依据是:
(1)在实验室,用无机C,H元素合成了烃类;
(2)在岩浆岩内曾发现过石油,沥青;
(3)在宇宙其它星球大气层中也发现有碳氢化合物存在;
(4)在陨石中也发现有碳氢化合物及氨基酸等多达100多种;
(5)认为用有机观点对世界上有些大的沥青矿(如加拿大的阿萨巴斯卡沥青矿,储量达856亿吨以上)不能作出令人满意的解释.
但是,随着油气勘探的不断深入,越来越多的事实用无机学说无法自圆其说,只能证明现代有机成油理论的正确性.这些实事有
1.世界上已发现的油气田99.9%都分布在沉积岩中,只有极少数石油分布在岩浆岩和变质岩中,且这少数石油也被证明是从沉积岩中运移而来的,而与沉积岩无关的地盾和巨大的结晶岩突起发育区,至今未找到油气聚集.
2.石油在地层时代的分布上与煤,油页岩及有机质的分布状况相吻合的,表明它们在成因上是有联系的.
3.虽然世界上的石油没有成份完全相同的,但所有石油的元素组成和化合物组成是相近的或相似的,说明它们的成因可能大致相同.
4.大量油田测试结果可知,油层温度很少超过100℃,有些深部油层温度可以高达141℃,而当T超过250℃时,烃类就会发生急剧而彻底的裂解,生成石墨及H2,说明石油不可能在高温下形成.
5.从目前发现的油气藏分析看,石油生成,聚集成藏不需很长的时间,大约需不到一百万年.
6.石油中含的卟啉化合物,异戊间二烯型化合物,甾醇类,石油的旋光性都证明石油是在低温下,由生物有机质生成的.
7.石油地质工作者对近代沉积的研究成果表明,在近代沉积中确实存在着油气生成过程,且至今还在进行着,生成的数量也很可观.并且,在实验条件下,用有机质进行地下条件模拟,转化出了烃类,这为有机成因学说提供了有力的科学依据.
以上重要事实的存在,大大促进了石油有机生成理论的发展.特别是近代物理,化学,生物,地质学等基础理论的发展,及色谱,光谱,质谱,电子显微镜,同位素分析等先进技术手段的广泛采用,为应用有机地球化学知识来解决油气成因问题创造了条件,推动了石油生成现代科学理论的日臻完善.
在油气勘探初期,石油大部分被发现于海相地层中,使得不少石油地质家认为只有海相沉积才能生成油气,特别是在我国清末,民初,国外在中国陆相盆地进行油气勘探的失败,使得唯海相生油论猖獗一时.对此,以潘钟祥为代表的我国老一辈地质学家,通过对陕西,四川等地进行详尽的油气地研究,于1941年提出了陆相也能生油的理论,有力地驳斥了中国贫油论,极大地丰富了石油理论.
在油气有机学说中还存在着早期成因学说和晚期成因学说两种观点.前者主张沉积有机质在成岩过程中,逐步转化为石油和天然气,并运移到邻近的储层中去;后者则认为沉积物埋藏到较大深度后,到了成岩作用晚期或后生作用初期,沉积岩中的不溶有机质(干酪根)才开始发生热降解,生成大量液态石油和天然气.
在油气生成理论方面贡献比较大的是法国著明地球化学家B・P・Tissot,他在前人研究的基础上提出了干酷根热降解生烃演化模式,提出并完善了干酪根晚期生烃学说,揭示了油气生成,演化与分布的规律.
天然气和石油通常共存于同一岩层中，可以在油井中吸取天然气。另外，天然气还将存在于煤矿、泥盆纪页岩、地压盐水和结构紧密的砂岩中。然而，从中提取天然气的成本很高，相关技术的发展缓慢。
当植物、垃圾、污水和动物排泄物等有机物质发酵时，将产生与天然气性质类似的沼气。
过去，天然气在提炼石油的过程中作为废物燃烧，因为它与产出的石油相比用处不大。然而，随着化石燃料储量的逐渐消耗，天然气在能源供应中的地位正在上升。
天然气赋存于地下孔隙地层中，包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等，也有少量出于煤层。