在能源领域，天然气、煤层气以及页岩气都是重要的化石燃料资源。它们虽然都属于天然气的范畴，但在形成机制、开采方式以及应用上存在显著差异。

首先从形成机制来看，天然气主要来源于有机物质在地下深处经过长时间的高温高压作用形成的气态烃类混合物。而煤层气则是由煤化过程中产生的甲烷气体，储存在煤层的孔隙或裂隙中。页岩气则是在富含有机质的页岩层中生成并聚集的天然气，其形成过程与煤层气类似，但页岩气更多依赖于页岩层的微孔隙结构来储存。

其次，在开采方式上也有明显不同。天然气通常通过传统的钻井技术进行开采，直接从油气藏中提取。煤层气的开采需要先对煤层进行解吸处理，释放出其中的甲烷气体，这通常涉及到排水降压等操作。页岩气的开采则较为复杂，需要用到水平井技术和水力压裂技术，以增加页岩层的渗透性，从而有效提取其中的天然气。

最后，这些气体的应用也各有侧重。天然气广泛应用于发电、工业生产以及居民生活供气等领域。煤层气由于含有较高浓度的甲烷，常被用作清洁能源，同时还能用于化工原料。页岩气作为近年来开发的新资源，其用途与常规天然气相似，但由于其开发成本较高，目前主要用于满足国内能源需求。

综上所述，尽管天然气、煤层气和页岩气同属天然气家族，但它们在形成条件、开采技术和实际应用方面都有着各自的特点。随着科技的进步和环保意识的增强，未来这些资源的合理开发利用将对全球能源结构优化起到重要作用。