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石油與天然氣都是在同樣的地質過程下產生的：地表下有機質的分解。結果是石油與天然氣常常一起產出。通常情況下，我們把富含石油的地方稱為油田，富含天然氣的地方稱為天然氣田，簡稱氣田。
通常情況下有機質埋藏在1000米到6000米（溫度在60 °C 到150 °C）時產生石油，更深溫度更高時產生天然氣。越深，越產生干氣。石油與天然氣都比水輕，它們可以從烴源向上溢出或形成圈閉並被鑽探得到。
世界上最大的氣田是北方-南帕斯天然氣田，由伊朗和卡達共有。第二大的氣田是俄羅斯的烏連戈氣田。中國的氣田主要分布在四川盆地，鄂爾多斯盆地，塔里木盆地，南海鶯歌海盆地等。
與石油一樣，天然氣常常在濱海水下發現。開採運輸海上天然氣與陸上氣田不一樣是因為海上花費和後勤的困難常常用大型鑽探設備。
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