Sachverhalt:
A.
Der pakistanische Staatsbürger X._ (geb. 15. Januar 1979) reiste im August 2000 in die Schweiz ein, um im Kanton Luzern eine Hotelfachschule zu besuchen und erhielt eine befristete Aufenthaltsbewilligung als Schüler bzw. Servicepraktikant, die zuletzt bis zum 14. August 2004 verlängert wurde. Am 4. Oktober 2004 heiratete X._ eine im Kanton Luzern niederlassungsberechtigte portugiesische Staatsangehörige. Gestützt auf die Heirat erhielt X._ eine bis zum 4. Oktober 2009 gültige Aufenthaltsbewilligung EG/EFTA. Am 25. Februar 2008 trennte sich X._ von seiner Ehefrau, der gemeinsame Haushalt wurde aufgehoben und die Ehefrau zog weg. X._, dessen Aufenthaltsort unbekannt war, wurde von der Einwohnerkontrolle gleichen Datums abgemeldet. X._ wohnte in der Folge im Kanton Zürich, ohne sich dort anzumelden, und arbeitete ab 16. September 2009 als Service-Mitarbeiter in einem Hotel in Zürich.
Am 19. Januar 2010 ersuchte X._ das Migrationsamt des Kantons Zürich um Verlängerung seiner bis zum 4. Oktober 2009 gültig gewesenen Aufenthaltsbewilligung. Ohne den Entscheid über die Verlängerung seiner Aufenthaltsbewilligung abzuwarten und ohne Rückreisevisum reiste X._ aber bereits am 4. Februar 2010 nach Pakistan, um dort seine erkrankte Mutter zu besuchen.
Bei der Schweizerischen Botschaft in Islamabad beantragte X._ am 4. Mai 2010 ein Visum für einen langfristigen Aufenthalt in der Schweiz, wobei er als Aufenthaltszweck "Familiennachzug" angab. Mit E-Mail vom 20. Mai 2010 wendete sich X._ betreffend sein Visumsgesuch direkt an das Migrationsamt des Kantons Zürich. Am 7. April 2011 liess X._ beim Migrationsamt ein weiteres Mal um Verlängerung seiner bis zum 4. Oktober 2009 gültig gewesenen Aufenthaltsbewilligung ersuchen. Am 18. Mai 2011 wurde die kinderlose Ehe von X._ geschieden.
B.
Mit Verfügung vom 13. Juli 2011 stellte das Migrationsamt fest, die Aufenthaltsbewilligung von X._ sei erloschen, und wies seine Gesuche vom 19. Januar 2010 und 4. Mai 2011 um Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung bzw. um Bewilligung der Wiedereinreise in die Schweiz ab. Die dagegen von X._ erhobenen kantonalen Rechtsmittel blieben ohne Erfolg.
C.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 23. Oktober 2012 beantragt X._, das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 19. September 2012 aufzuheben, das Migrationsamt des Kantons Zürich anzuweisen, die Aufenthaltsbewilligung des Beschwerdeführers zu verlängern oder ihm diese wieder zu erteilen, eventualiter die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Zudem ersucht X._ um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung.
Die Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich sowie das Bundesamt für Migration schliessen auf Abweisung der Beschwerde. Das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich hat auf Vernehmlassung verzichtet. Das Migrationsamt des Kantons Zürich liess sich nicht vernehmen.

Erwägungen:
1.
1.1. Auf dem Gebiet des Ausländerrechts ist die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten gegen Entscheide ausgeschlossen, welche Bewilligungen betreffen, auf die weder das Bundesrecht noch das Völkerrecht einen Anspruch einräumen (<ref-law>). Für das Eintreten genügt, wenn die betroffene Person in vertretbarer Weise dartut, dass potenziell ein Anspruch auf die Bewilligung besteht; ob die jeweiligen Voraussetzungen tatsächlich gegeben sind, bildet Gegenstand der materiellen Beurteilung (<ref-ruling> E. 1.1 S. 179 f., 497 E. 3.3 S. 500 f.). Der Beschwerdeführer war mit einer EU-Bürgerin verheiratet, von der er nun geschieden ist. Er macht einen Anwesenheitsanspruch gestützt auf Art. 50 des Bundesgesetzes vom 16. Dezember 2005 über die Ausländerinnen und Ausländer [AuG; SR 142.20] geltend. Das Rechtsmittel ist zulässig.
1.2. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, wie die Vorinstanz ihn festgestellt hat (<ref-law>). Die Feststellung des Sachverhalts kann nur gerügt bzw. vom Bundesgericht von Amtes wegen berichtigt oder ergänzt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law> bzw. <ref-law>). Eine entsprechende Rüge, welche rechtsgenüglich substantiiert vorzubringen ist (vgl. Art. 42 Abs. 2 und Art. 106 Abs. 2 BGG; <ref-ruling> E. 2.5 S. 314 mit Hinweisen), setzt zudem voraus, dass die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (<ref-law>). Auf rein appellatorische Kritik an der Sachverhaltsermittlung oder der Beweiswürdigung tritt das Bundesgericht nicht ein (<ref-ruling> E. 5.1 S. 356.).
1.3. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es ist daher weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen, und es kann eine Beschwerde mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen (<ref-ruling> E. 1.4 S. 400).
2.
2.1. Nach Art. 3 Abs. 1 Anhang I des Abkommens vom 21. Juni 1999 zwischen der Schweizerischen Eidgenossenschaft einerseits und der Europäischen Gemeinschaft und ihren Mitgliedstaaten andererseits über die Freizügigkeit (FZA; SR 0.142.112.681) haben die Familienangehörigen einer Person, die Staatsangehörige einer Vertragspartei ist und ein Aufenthaltsrecht hat, das Recht, bei ihr Wohnung zu nehmen.
2.2. Der Beschwerdeführer hatte somit als Ehegatte einer EU-Bürgerin gestützt auf das Freizügigkeitsrecht grundsätzlich einen Anspruch auf Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung, solange die Ehe formell fortdauerte (Art. 7 lit. d FZA i.V.m. Art. 3 Anhang I FZA; Urteil des EuGH vom 13. Februar 1985 C-267/83 Diatta, Rec. 1985 S. 567; <ref-ruling> E. 8 S. 127 ff.). Dieses Recht steht indessen unter dem Vorbehalt des Rechtsmissbrauchs (<ref-ruling> E. 9 S. 129 ff.); fehlt der Wille zur Gemeinschaft und dient das formelle Eheband ausschliesslich (noch) dazu, die ausländerrechtlichen Zulassungsvorschriften zu umgehen, fällt der Anspruch dahin (Urteil 2C_65/2012 vom 22. März 2013 E. 2.1 mit Hinweisen, zur Publikation vorgesehen). Die Verlängerung der abgeleiteten Bewilligung des Drittstaatsangehörigen kann in diesem Fall mangels Fortbestehens der Bewilligungsvoraussetzungen gestützt auf <ref-law> (SR 142.203) i.V.m. Art. 62 lit. d AuG (Nichteinhalten einer mit der Verfügung verbundenen Bedingung) verweigert werden, da das Freizügigkeitsabkommen diesbezüglich keine eigenen abweichenden Bestimmungen enthält (vgl. Art. 2 Abs. 2 AuG; Urteil 2C_65/2012 vom 22. März 2013 E. 2.1 mit Hinweisen, zur Publikation vorgesehen).
2.3. Die dem Beschwerdeführer gestützt auf das Freizügigkeitsrecht ausgestellte EG/EFTA-Aufenthaltsbewilligung war bis zum 4. Oktober 2009 gültig. Trotz entsprechendem Hinweis auf der Aufenthaltsbewilligung selber, hatte es der Beschwerdeführer unterlassen, spätestens 14 Tage vor deren Ablauf ein Verlängerungsgesuch einzureichen. Da er nach der Auflösung des ehelichen Haushalts im Kanton Luzern in den Kanton Zürich gezogen war, ohne sich dort anzumelden, konnte er von der Ausländerbehörde auch nicht an den Bewilligungsablauf erinnert werden, wie dies teilweise geschieht.
Als der Beschwerdeführer am 19. Januar 2010 beim Migrationsamt des Kantons Zürich vorsprach und um Verlängerung der Bewilligung ersuchte, war diese bereits seit mehr als drei Monaten abgelaufen. Gemäss Art. 61 Abs. 1 lit. c AuG erlischt zwar eine Bewilligung mit Ablauf der Gültigkeitsdauer der Bewilligung, aber offensichtlich ging damals auch das Migrationsamt davon aus, dass der weitere Verbleib trotzdem zu bewilligen wäre, falls der Beschwerdeführer die Voraussetzungen dafür erfüllen sollte. Dies ergibt sich aus den Schreiben des Migrationsamtes vom 15. Februar 2010 an den Beschwerdeführer sowie an seine damalige Ehegattin betreffend zur Gesuchsbehandlung benötigte zusätzliche Angaben bzw. Unterlagen bezüglich der damals noch nicht geschiedenen Ehe und namentlich auch der Integration des Beschwerdeführers in der Schweiz. Diese Beurteilung entspricht auch der in der migrationsrechtlichen Literatur betreffend verpasster Verlängerungsfrist vertretenen Meinung. Danach ist aus Gründen der Verhältnismässigkeit und zur Vermeidung von überspitztem Formalismus bei fahrlässig verspäteter Gesuchseinreichung die Wiedererteilung der Bewilligung im Regelfall geboten ( MARC SPESCHA, in: Spescha/Thür/ Zünd/Bolzli, Migrationsrecht, 3. Aufl. 2012, Rz. 2 zu Art. 61 Abs. 1 lit. c AuG). Dem ist beizupflichten. Der Auffassung der Vorinstanz, in Anlehnung an die bundesgerichtliche Rechtsprechung zu Art. 61 Abs. 2 AuG, wonach der Grund der Landesabwesenheit für das Erlöschen der Bewilligung keine Rolle spiele (vgl. 2C_980/2010 E. 2.1 mit Hinweisen), komme es auch bei Art. 61 Abs. 1 lit. c AuG auf den Grund der verspäteten Gesuchseinreichung nicht an, womit der Ablauf der Gültigkeitsdauer als absoluter Erlöschensgrund zu qualifizieren sei, kann somit nicht gefolgt werden. Wie der Beschwerdeführer zu Recht einwendet, beziehen sich die beiden Bestimmungen auf unterschiedliche Sachverhalte: So setzt die Anwendung von Art. 61 Abs. 1 lit. c AuG keine Änderung der Lebensumstände voraus, währenddem Art. 61 Abs. 2 AuG die Situation bei Wegzug aus der Schweiz regelt. Es erwiese sich als unverhältnismässig, die striktere Betrachtungsweise in letztgenannter Konstellation auch anzuwenden, wenn ein in der Schweiz lebender Aufenthaltsberechtigter fahrlässig übersieht, dass seine Bewilligung abgelaufen ist.
2.4. Unbestrittenermassen ist der Beschwerdeführer, bevor sein (verspätetes) Verlängerungssgesuch geprüft werden konnte, nach Pakistan gereist, weil seine Mutter erkrankt war. Er hat sich jedoch bereits nach drei Monaten und somit vor Ablauf der Frist von sechs Monaten, nach welcher die Aufenthaltsbewilligung erlischt (vgl. Art. 61 Abs. 2 AuG), bei der Schweizerischen Botschaft in Islamabad sowie beim Migrationsamt gemeldet und um Erteilung eines Rückreisevisums ersucht. Wäre ihm die Aufenthaltsbewilligung bereits vor seiner Ausreise verlängert worden, ist davon auszugehen, dass ihm ohne Weiteres die Wiedereinreise bewilligt worden wäre. Wenn der Beschwerdeführer sich nun seither in Pakistan aufhält, ist dies allein auf die langwierige Behandlung und schliessliche Ablehnung seines Verlängerungs- bzw. Rückreisegesuchs durch die kantonalen Behörden zurückzuführen. Wie dargelegt (E. 2.3 hiervor), gingen diese fälschlicherweise davon aus, dass ein allfälliger Bewilligungsanspruch infolge der verspäteten Gesuchseinreichung definitiv untergegangen war. Unter diesen Umständen kann dem Beschwerdeführer sein länger als vorgesehenes Fernbleiben nicht vorgehalten werden. Die oben erwähnte bundesgerichtliche Rechtsprechung zu Art. 61 Abs. 2 AuG, wonach die Gründe für die Landesabwesenheit unerheblich sind, ist bei vorliegender Konstellation, die nicht in den Anwendungsbereich von Art. 61 Abs. 2 AuG fällt, nicht massgebend.
Verfügt der Beschwerdeführer tatsächlich über den geltend gemachten Bewilligungsanspruch, was nachfolgend zu prüfen ist, wird ihm daher die Aufenthaltsbewilligung wieder zu erteilen sein.
3.
3.1. Da der Beschwerdeführer seit 25. Februar 2008 von seiner portugiesischen Ehegattin getrennt lebte und die Ehe als definitiv gescheitert betrachtet werden musste, fiel eine Bewilligungsverlängerung, selbst wenn darum vor Ablauf der Gültigkeitsdauer der EG/EFTA-Bewilligung ersucht worden wäre, gestützt auf das Freizügigkeitsrecht von vornherein ausser Betracht (vgl. E. 2.2). Gegenteiliges wird auch vom Beschwerdeführer nicht behauptet. Inzwischen wurde die Ehe geschieden.
3.2. Ausländische Ehegatten von Schweizer Bürgern haben unter Vorbehalt von Art. 51 Abs. 1 AuG Anspruch auf Erteilung und Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung, wenn sie mit ihrem Partner zusammenwohnen (Art. 42 Abs. 1 AuG). Der Bewilligungsanspruch besteht trotz Auflösens bzw. definitiven Scheiterns der Ehegemeinschaft fort, wenn diese mindestens drei Jahre gedauert und die betroffene ausländische Person sich hier erfolgreich integriert hat (Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG; <ref-ruling> E. 3.3.3 S. 119). Da EU-Bürger und ihre Angehörigen freizügigkeitsrechtlich nicht schlechter gestellt werden dürfen als Schweizer Bürger in der gleichen Situation (vgl. Art. 2 FZA und Art. 2 Abs. 2 AuG), kann sich der Beschwerdeführer auf diese Bestimmung berufen.
3.3. Vorliegend ging auch die Vorinstanz davon aus, dass die Ehegemeinschaft des Beschwerdeführers mit seiner ehemaligen portugiesischen Ehefrau drei Jahre gedauert hatte. Sie hat die Integration des Beschwerdeführers zwar unter dem Aspekt von Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG nicht geprüft, da sie den entsprechenden Bewilligungsanspruch wegen verspätetem Verlängerungsgesuch zu Unrecht als endgültig untergegangen erachtet hatte, aber im Zusammenhang mit Art. 30 AuG beurteilt, weshalb der Sachverhalt diesbezüglich genügend erstellt ist.
3.4. Zu prüfen bleibt somit, ob der Beschwerdeführer als erfolgreich integriert im Sinne von Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG betrachtet werden kann (vgl. Urteile 2C_427/2011 vom 26. Oktober 2011 E. 5.2, 2C_749/2011 vom 20. Januar 2012 E. 3.2 und 3.3, je mit Hinweisen).
3.4.1. Es wird auch von der Vorinstanz nicht in Abrede gestellt, dass der Beschwerdeführer in der Schweiz stets erwerbstätig war, vorerst als Servicepraktikant in mehreren Betrieben im Rahmen seiner Ausbildung, danach als Servicefachangestellter ebenfalls bei verschiedenen Arbeitgebern, wobei der Stellenwechsel im Gastgewerbe durchaus üblich ist und ihm nicht zum Vorwurf gemacht werden kann. Im Zeitpunkt, als der Beschwerdeführer sich wegen der Erkrankung seiner Mutter in sein Heimatland begab, hatte er eine Stelle als Servicemitarbeiter in einem Hotel in Zürich inne. Der Beschwerdeführer ist somit beruflich in der Schweiz integriert.
Entgegen der Einschätzung der Vorinstanz, ist aufgrund der belegten Vereinstätigkeit des Beschwerdeführers bei einem Cricket Club in Zürich auch auf eine soziale Integration zu schliessen. Umso mehr als der Beschwerdeführer nicht bloss Vereinsmitglied, sondern sogar Mannschaftskapitän des schweizerischen Nationalteams war. Dass es sich dabei um eine Sportart handelt, die hauptsächlich in den Ländern des Commonwealth populär ist, weshalb auch die Vereinsmitglieder teilweise aus diesen Ländern stammen, steht diesem Schluss nicht entgegen.
3.4.2. Die Vorinstanz hegt zwar Zweifel betreffend die Deutschkenntnisse des Beschwerdeführers, vermag sich dafür jedoch auf keine Belege zu stützen. Im Gegenteil bestätigt ein Arbeitszeugnis vielmehr, der Beschwerdeführer habe im Jahr 2008 die deutsche Sprache sehr gut beherrscht. Einzig aus dem Umstand, dass der Beschwerdeführer dem Migrationsamt aus Pakistan auf Englisch geschrieben hat, kann nicht auf mangelnde Deutschkenntnisse geschlossen werden, zumal die Einreiseformalitäten bei der Schweizerischen Botschaft in Islamabad vermutlich mehrheitlich auf Englisch abgewickelt werden (vgl. das dort ausgefüllte Gesuchsformular). Zudem ist schwer vorstellbar, dass der Beschwerdeführer die in den verschiedenen Arbeitszeugnissen aufgelisteten Aufgaben zur Befriedigung des jeweiligen Arbeitgebers hätte ausführen können, ohne über genügende Deutschkenntnisse zu verfügen.
3.4.3. Im Übrigen war der Beschwerdeführer nie fürsorgeabhängig und hat - mit Ausnahme eines Kontrollschilderproblems - nicht zu Klagen Anlass gegeben. Damit kann ihm einzig der sorglose Umgang mit den melderechtlichen Formalitäten negativ angelastet werden, was für die vorliegende Beurteilung der Integration jedoch nicht massgeblich ins Gewicht fällt (vgl. Urteil 2C_749/2011 vom 20. Januar 2012 E. 3.3 mit Hinweisen). Zusammenfassend ergibt sich, dass der Beschwerdeführer in der Schweiz als erfolgreich integriert zu betrachten ist und somit die Voraussetzungen für einen weiteren Aufenthalt in der Schweiz gestützt auf Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG erfüllt.
4.
4.1. Die Beschwerde ist somit gutzuheissen und das angefochtene Urteil aufzuheben. Das Migrationsamt des Kantons Zürich ist anzuweisen, dem Beschwerdeführer die Aufenthaltsbewilligung wieder zu erteilen.
4.2. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend sind keine Gerichtskosten geschuldet (vgl. <ref-law>). Der Kanton Zürich hat den Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren indessen angemessen zu entschädigen (vgl. <ref-law>). Dadurch wird das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung gegenstandslos. Das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich wird über die Kosten- und Entschädigungsfrage für die vorinstanzlichen Verfahren im Kanton neu zu befinden haben.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird gutgeheissen und das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 19. September 2012 aufgehoben. Das Migrationsamt des Kantons Zürich wird angewiesen, dem Beschwerdeführer die Aufenthaltsbewilligung wieder zu erteilen.
2.
2.1. Es werden keine Kosten erhoben.
2.2. Der Kanton Zürich hat den Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 3'000.-- zu entschädigen.
2.3. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung wird als gegenstandslos abgeschrieben.
3.
Die Sache wird an das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich zurückgewiesen zur Regelung der Kosten- und Entschädigungsfolgen für das kantonale Verfahren.
4.
Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, dem Migrationsamt des Kantons Zürich, der Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 4. Kammer, und dem Bundesamt für Migration schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 6. Dezember 2013
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Zünd
Die Gerichtsschreiberin: Dubs