Deze koolwaterstoffen zijn lichter dan het grondwater in diepgelegen gesteentepakketten (het zogenaamde formatiewater), waardoor ze zich vooral in opwaartse richting verplaatsen. Niet-doorlatende lagen kunnen barrières vormen voor deze migratie. Gevangen aardolie, condensaat of aardgas hoopt zich direct onder zulke ondoorlatende sedimentpakketten in een reservoirgesteente  op. Aardgas ligt altijd boven aardolie.

Bij toepassing van aardgas en aardolie als energiebron moeten ruwe natuurlijke producten vaak gescheiden worden. Ook omzetting in bruikbare koolwaterstoffen langs chemische weg is mogelijk. Voor de productie van LPG (Liquified Petroleum Gas) worden propaan en butaan gebruikt. Afhankelijk van de oorspronkelijke samenstelling kan raffinage (scheiden en kraken) verschillende producten opleveren. De chemische industrie gebruikt condensaat onder andere voor de productie van plastics.

Aardgas- en oliereservoirs in Nederland.

Aardgas en aardolie komen in vele kleine en enkele grotere velden in de Nederlandse ondergrond voor. Een petroleumsysteem leidt tot het ontstaan van aardgas- en aardolievoorkomens. Een petroleumsysteem is een combinatie van gesteenten met een hoog gehalte aan koolwaterstoffen. Het belangrijkste systeem in onze ondergrond is de gasgeneratie uit steenkool in het Carboon (Westfalien, 314 tot 307 miljoen jaar geleden). De afzettingen uit het Westfalien vormen daarmee het moedergesteente van het aardgas. Ook de gasmigratie naar en gasopsluiting in poreuze gesteenten van het Rotliegendes, onder de afsluitende zoutlagen van het Zechstein, maken deel uit van dit petroleumsysteem. Er bestaat daarom een duidelijk verband tussen de voorkomens van het Westfalien-moedergesteente en de ligging van gasreservoirs. De belangrijkste reservoirgesteenten voor het Nederlandse aardgas zijn de bontgekleurde, goeddoorlatende zandstenen van de Slochteren Formatie. Deze zijn tijdens het Vroeg-Perm afgezet. Aardgas kan ook voorkomen in de zandige rivierafzettingen uit het Laat-Carboon, in de zandsteenpakketten van Trias-ouderdom en in de zandsteenpakketten van het Laat-Jura- en Vroeg-Krijtouderdom. Het meeste aardgas dat in de loop van de geologische geschiedenis is ontstaan, is echter niet onder slechtdoorlatende sedimentpakketten in de ondergrond opgevangen. Het kon daardoor onbelemmerd naar de oppervlakte migreren en naar de dampkring ontsnappen.

Methaangas kan lokaal ook zeer ondiep voorkomen. Agrarische bedrijven in Noord-Holland winnen dit moeras- of brongas op semi-industriële schaal. Ook in de zeebodem komt ondiep aardgas voor.

Aardolie komt voor bij Schoonebeek, in en rondom Den Haag en in het Nederlands deel van de Noordzee. De aardolie bij Schoonebeek komt uit schalies van de Coevorden Formatie. De Posidoniaschalies uit de Jura, waarin veel organisch materiaal voorkomt, vormen het aardoliemoedergesteente in de rest van Nederland. De Vlieland Zandsteen van de Rijnland Groep (uit het Vroeg-Krijt) fungeert als het belangrijkste oliereservoirgesteente.

Onderzoek naar aardolie en aardgas in de ondergrond gebeurt hoofdzakelijk met behulp van geofysische methoden en boringen. Kunstmatig opgewekte seismische trillingen in de ondergrond kaatsen terug op de begrenzingen van sedimentpakketten. Aan het aardoppervlak worden deze door middel van seismometers geregistreerd. Ook vinden geofysische metingen plaats in boorgaten.

De laatste jaren is de kennis van de ondergrond sterk toegenomen. De sterk verbeterde verkenningstechnieken zijn daar grotendeels verantwoordelijk voor. Met name geofysisch onderzoek heeft samen met de verbeterde informatietechnologie de ondergrond als het ware transparant gemaakt. Ook is tegenwoordig veel meer bekend over de processen in de ondergrond, vooral over het ontstaan en de migratie van koolwaterstoffen.

De geologische aardolievoorraden onder het Nederlandse vasteland en in het Nederlands deel van de Noordzeebodem bedragen ongeveer 100 miljoen m³. De geologische aardgasvoorraad onder Nederlands grondgebied is vele malen groter dan de olievoorraad en wordt op 3000 miljard m³ geraamd.

Door de jaarlijkse ontdekking van nieuwe velden liepen vooral de winbare aardgasvoorraden in het verleden maar langzaam terug. Tot en met de jaren 1980 kwamen de jaarlijks gevonden en gebruikte hoeveelheden vrijwel overeen. In de jaren 1990 liepen de nieuw aangetoonde voorraden terug tot ongeveer de helft van de jaarlijkse productie. De huidige aardgasreserves zijn nog toereikend tot tenminste 2020.

Gaswinning.

Op het vasteland is een aardgasveld economisch winbaar als het meer dan een half miljard kubieke meter aardgas bevat. Onder water ligt deze grens bij anderhalf miljard kubieke meter^, op voorwaarde dat in de nabijheid van het veld transportfaciliteiten aanwezig zijn.

Aardolie en aardgas komen op twee tot vier kilometer diepte in de Nederlandse ondergrond voor. Na ontdekking van een aardolie of aardgasveld wordt een productie- en transportsysteem aangelegd. Zo'n productiesysteem bestaat uit verticale of horizontale putten en behandelingsfaciliteiten. Transport gebeurt meestal via pijpleidingen. Kleine velden zijn na ongeveer tien jaar uitgeput, grotere velden soms pas na vijfentwintig jaar. Het aardgasveld in Groningen zal naar verwachting zelfs bijna tachtig jaar produceren. Het aardolieveld bij Schoonebeek, het oudste in ons land, is in 1996, wellicht tijdelijk, om economische redenen uit productie genomen.

- TNO