Le gaz naturel est plus répandu que le pétrole. Il provient à la fois de plantes terrestres et de matière organique aquatique et est généré au-dessus, partout et au-dessous de la fenêtre pétrolière. Ainsi, toutes les roches mères ont un potentiel de production de gaz. De nombreuses roches mères d'importants gisements de gaz semblent être associées à la présence mondiale de charbon datant du Carbonifère et du Permien inférieur (il y a environ 358,9 millions à 273 millions d'années).
La scène biologique
Au cours du stade immature ou biologique de la formation du pétrole, le méthane biogène (souvent appelé gaz des marais) est produit à la suite de la décomposition de la matière organique par l'action de microbes anaérobies. Ces micro-organismes ne peuvent tolérer même des traces d’oxygène et sont également inhibés par des concentrations élevées de sulfate dissous. Par conséquent, la production de gaz biogénique est limitée à certains environnements, notamment les marécages et les baies mal drainés, certains fonds de lacs et les environnements marins situés sous la zone de réduction active des sulfates. On estime que le gaz d'origine essentiellement biogénique constitue plus de 20 pour cent des réserves mondiales de gaz.
Le stade de maturité de la production pétrolière, qui se produit à des profondeurs d'environ 750 à 5 000 mètres (2 500 à 16 000 pieds), comprend toute la gamme des hydrocarbures produits dans la fenêtre pétrolière. Souvent, des quantités importantes de méthane thermique sont générées avec le pétrole. En dessous de 2 900 mètres (9 500 pieds), il se forme principalement du gaz humide (gaz contenant des hydrocarbures liquides).
L'étape thermique
Au stade post-maturité, en dessous d'environ 5 000 mètres (16 000 pieds), le pétrole n'est plus stable et le principal produit d'hydrocarbure est le méthane thermique. Le gaz thermique est le produit du craquage des hydrocarbures liquides existants. Les hydrocarbures ayant une structure chimique plus grande que celle du méthane sont détruits beaucoup plus rapidement qu’ils ne se forment. Ainsi, dans les bassins sédimentaires du monde, on trouve relativement peu de pétrole en dessous de 5 000 mètres. Les bassins profonds comportant d’épaisses séquences de roches sédimentaires présentent cependant un potentiel de production de gaz en profondeur.
