Bahan utama dalam gas alam adalah metana, gas (atau senyawa) yang terdiri dari satu atom karbon dan empat atom hidrogen. Jutaan tahun lalu, sisa-sisa tanaman dan binatang (diatom) membusuk dan tertutup dalam lapisan tebal. Sisa tanaman dan hewan yang disebut bahan organik itu kemudian membusuk. Seiring waktu, pasir dan lumpur berubah menjadi batu, menutupi bahan organik yang terjebak di bawah bebatuan. Tekanan dan panas mengubah sebagian bahan organik menjadi batubara, sebagian menjadi minyak (petroleum), dan sebagian menjadi gas alam - gelembung kecil gas tidak berbau.




 
Bagaimana Kita Mendapatkan Gas Bumi?
Pencarian gas alam dimulai oleh ahli geologi, yang mempelajari struktur dan proses-proses di Bumi. Mereka menemukan jenis batu yang mungkin mengandung gas dan deposit minyak.

Dewasa ini, alat ahli geologis termasuk diantaranya adalah survei seismik yang digunakan untuk menemukan tempat yang tepat untuk mengebor sumur. Survei seismik menggunakan gema dari sumber getaran di permukaan bumi (biasanya pad yang bergetar dibawah mobil yang dibuat untuk tujuan ini) untuk mengumpulkan informasi tentang bebatuan di bawahnya. Kadang-kadang diperlulukan sejumlah kecil dinamit untuk memberikan getaran yang diinginkan.



Para ilmuwan dan insinyur mengeksplorasi area yang dipilih dengan mempelajari sampel bebatuan dari bumi dan melakukan pengukuran. Jika situs tersebut tampak menjanjikan, pengeboran dimulai. Beberapa daerah ini terdapat di darat, tetapi banyak juga yang berada di lepas pantai, jauh di dalam laut. Setelah gas ditemukan, maka gas dialirkan ke atas melalui sumur ke permukaan tanah dan masuk ke pipa besar.

Beberapa jenis gas juga didapatkan bersamaan dengan metana, seperti butana dan propana (juga dikenal sebagai "produk antara"), dipisahkan dan dibersihkan di pabrik pengolahan gas. Produk-antaranya, setelah dipisahkan, digunakan dalam berbagai cara. Sebagai contoh, propana dapat digunakan untuk memasak di atas panggangan gas.

Gas alam yang dihasilkan dari sumur mungkin berisi hidrokarbon cair dan gas non-hidrokarbon. Gas ini disebut gas alam "basah". Gas alam dipisahkan dari komponen ini di lokasi dekat sumur atau di pabrik pengolahan gas alam. Hasilnya adalah gas yang kemudian dianggap "kering" dan dikirim melalui jaringan pipa ke perusahaan distribusi lokal, dan, selanjutnya, kepada konsumen.

Kita juga dapat menggunakan alat yang disebut "digester" yang dapat mengubah bahan organik saat ini (tanaman, limbah hewan, dll yang baru mati) menjadi gas alam. Proses ini menggantikan lama menunggu jutaan tahun untuk gas yang terbentuk secara alami.

Bagaimana kita memproses Gas Alam?
Proses Pengolahan Gas Alam adalah proses industri yang kompleks dirancang untuk membersihkan gas alam mentah dengan memisahkan kotoran dan berbagai non-metana hidrokarbon dan cairan untuk menghasilkan apa yang dikenal sebagai dry natural gas. Pengolahan Gas alam dimulai sumur bor. Komposisi gas alam mentah yg diekstrak dari sumur bor tergantung pada jenis, kedalaman, dan kondisi geologi daerah. Minyak dan gas alam sering ditemukan bersama-sama dalam yang sama reservoir.

Gas alam yang dihasilkan dari sumur minyak umumnya diklasifikasikan sebagai associated-dissolved, yang berarti bahwa gas alam dilarutkan dalam minyak mentah.
Kebanyakan gas alam mengandung senyawa hidro karbon, contoh seperti gas metana (CH4), benzena (C6H6), dan butana (C4H10). Meskipun mereka berada dalam fase cair pada tekanan bawah tanah, molekul-molekul akan menjadi gas pada saat tekanan atmosfer normal. Secara kolektif, mereka disebut kondensat atau cairan gas alam (NGLs). Gas alam yang diambil dari tambang batu bara dan tambang (coalbed methane) merupakan pengecualian utama, yang pada dasarnya campuran dari sebagian besar metana dan karbon dioksida (sekitar 10 persen).

Pabrik pengolahan gas alam  memurnikan gas alam mentah yang diproduksi dari ladang gas bawah tanah. Sebuah pabrik mensuplai gas alam lewat pipa-pipa yang dapat digunakan sebagai bahan bakar oleh perumahan, komersial dan industri konsumen. Pada proses pengolahan, kontaminan akan dihilangkan dan hidrokarbon yg lebih berat akan diolah lagi untuk keperluan komersial lainnya.

Untuk alasan ekonomi, beberapa pabrik pengolahan mungkin harus dirancang untuk menghasilkan produk setengah jadi. Biasanya mengandung lebih dari 90 persen metana murni dan lebih kecil jumlah etana nitrogen, karbon dioksida, dan kadang-kadang. Hal ini dapat diproses lebih lanjut di pabrik hilir atau digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan bahan kimia.
Gas alam mentah terutama berasal dari salah satu dari tiga jenis sumur :

• 1. Sumur minyak mentah ;
• 2. Sumur gas ;
• 3. Sumur kondensat.

Gas alam yang keluar dari sumur minyak mentah biasanya disebut associated gas. Gas ini ada sebagai gas di atas minyak mentah yang terbentuk didalam tanah, atau bisa saja larut dalam minyak mentah.

Gas alam yang keluar dari sumur gas dan sumur kondensat, di mana ada sedikit atau bahkan tidak ada kandungan minyak mentah disebut non-associated gas. Sumur gas biasanya hanya memproduksi gas alam mentah, sedangkan sumur kondensat menghasilkan gas alam mentah bersama dengan hidrokarbon berat molekul rendah. Gas ini pada fase cair pada kondisi ambien contoh; pentana disebut sebagai gas alam kondensat (kadang-kadang juga disebut bensin alami atau hanya kondensat).

Gas alam bisa disebut sweet gas ketika relatif bebas dari hidrogen sulfida, namun, gas yang mengandung hidrogen sulfida disebut sour gas.

Gas alam mentah juga dapat berasal dari cadangan metana dalam pori-pori lapisan batubara, dan terutama teradsorpsi ke permukaan batubara itu sendiri. Gas tersebut disebut sebagai coalbed gas atau coalbed methane. Coalbed gas telah menjadi sumber energi penting di akhir akhir ini.

Kontaminan dalam Gas Alam Mentah
Gas alam mentah utamanya terdiri dari metana (CH4), molekul hidrokarbon terpendek dan paling ringan juga sejumlah:

• Gas hidrokarbon yang lebih berat : etana (C2H6), propana (C3H8), butana normal (n-C4H10), isobutana (i-C4H10), pentana dan bahkan hidrokarbon dengan berat molekul yang lebih tinggi. Ketika diproses dan dimurnikan menjadi produk jadi, semua ini secara kolektif disebut sebagai NGL (Cairan Gas Alam).
• Gas asam : karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), methanethiol (CH3SH) dan ethanethiol (C2H5SH).
• Gas lain : nitrogen (N2) dan helium (He).
• Uap air. Juga sebagai larutan garam dan gas terlarut (asam).

Gas alam mentah harus dimurnikan untuk memenuhi standar kualitas yang ditetapkan oleh perusahaan pipa transmisi utama dan distribusi . Standar kualitas bervariasi dari pipa ke pipa dan biasanya tergantung dari desain sistem pipa dan pangsa pasar yang dilayaninya. Secara umum, penetapan standar gas alam antara alain adalah:

• Nilai heating value (nilai kalori) harus berada dalam kisaran tertentu. Sebagai contoh, di Amerika Serikat, harus sekitar 1.035 +/- 5% BTU per kaki kubik gas pada 1 atmosfer dan 60 derajat Fahrenheit (41 MJ +/- 5% per meter kubik gas pada 1 atmosfer dan 15,6 derajat Celsius).
• Penyesuaian dew-point  untuk mengurangi kandungan air dan hidrokarbon berat di gas alam sehingga tidak terjadi kondensasi selama proses transportasi dalam pipa.
• Kandungan hidrogen sulfida 0.25 grain H2S per 100 cubic feet gas atau sekitar 4 ppm. Spesifikasi untuk CO2 biasanya tidak lebih dari dua atau tiga persen per 100 cubic feet gas.

Diagram Alur dari Sebuah Proses Pengolahan Gas Alam

Aliran blok diagram di atas adalah konfigurasi umum untuk pengolahan gas alam mentah dari non-associatedgas well dan bagaimana gas alam mentah diolah menjadi gas jual kepada end user atau pasar. Hasil pengolahan gas alam mentah dapat berupa :

• Gas alam kondensat
• Sulfur
• Etana
• Gas alam cair (NGL): propana, butana dan C5 + (istilah yang umum digunakan untuk pentana ditambah dengan molekul hidrokarbon yang lebih tinggi)

1. Gas alam mentah berasal dari beberapa sumur yang berdekatan, dikumpulkan dan proses pengolahan pertama yang terjadi adalah proses menghilangkan kandungan air dan gas alam kondensat. Hasil kondensasi biasanya dialirkan kilang minyak dan air dibuang sebagai waste water.
2. Gas alam mentah kemudian dialirkan ke pabrik pengolahan di mana pemurnian awal biasanya menghilangkan kandungan asam (H2S dan CO2). Proses yang dipakai pada umumnya adalah Amine Treating yang biasa disebut Amine Plant.
3. Proses berikutnya adalah untuk menghilangkan uap air dengan menggunakan proses penyerapan dalam trietilen glikol cair (TEG).
4. Proses berikutnya adalah untuk mengubah menjadi fase gas alam cair (NGL) yang merupakan proses paling kompleks dan menggunakan pabrik pengolahan gas modern.

Aplikasi Gas Alam

1. Bahan bakar untuk industrial heating dan proses pengeringan
2. Bahan bakar untuk pengoperasian pembangkit listrik dan industri
3. Bahan bakar rumah tangga untuk memasak, memanaskan dan menyediakan air panas
4. Bahan bakar untuk kendaraan ramah lingkungan (gas alam cair)
5. Bahan baku untuk sintesis kimia
6. Bahan baku untuk produksi skala besar , misalnya gas-to-liquid (GTL) proses (misalnya untuk menghasilkan sulfur-dan aromatik dengan emisi pembakaran yang rendah)

( **edited dari berbagai source)