[스크랩] 석유의 생성및 매장

석유의 생성 및 매장

천연에서 산출되는 탄화수소 물질.

석유는 수억 년 전에 살다가 죽은 수생식물과 수생동물에서 생겨났다. 그들의 유해가 층상퇴적물 내에서 진흙·모래와 섞여 수백만 년에 걸친 지질학적인 변성을 거쳐 퇴적암이 된다.

첫번째 단계로 미숙성 석유 형성 단계는 주로 화학반응과 화학적 재배열에 의해 일어나는데, 이 과정에서 유기물질이 유모(油母)로 전환된다. 세균에 의해 변질된 식물이나 동물 잔해의 산물인 어두운 색을 띤 불용성 유모는 나중 단계에서 만들어지는 대부분의 탄화수소의 원천이 된다. 지속적으로 퇴적되어 더 깊이 매장되고 온도가 증가하고 지질학적 시대가 지남에 따라 석유 생성은 숙성 단계로 접어드는데, 이 단계에서는 열분해나 분해증류(무거운 탄화수소 분자들이 가벼운 분자들로 쪼개지는 과정)에 의해 유모나 다른 전구물질로부터 모든 석유화합물들이 만들어진다. 유기물질의 양이나 형태에 따라 다르지만 약 760~4,880m의 깊이와 65~150℃의 온도에서 석유가 만들어진다. 이 특수한 환경을 ' 석유창'(oil window)이라고 한다. 석유를 매장할 수 있는 근원암이 지질사(地質史) 동안 도달할 수 있는 최대 온도를 알면 그 안에 들어 있는 유기물질들의 성숙도를 추정하기가 쉬워진다. 또한 이 정보로 그 지역이 가스가 만들어지기 쉬운지 석유가 만들어지기 쉬운지, 아니면 둘 다 가능성이 있는지, 또는 하나도 가능성이 없는지를 알 수도 있다.

불용성 유기물질을 거의 포함하지 않은 비교적 조립질(粗粒質)이고 투수성 및 다공성이 있는 퇴적 저류암에 주로 석유가 축적된다. 일부 저류암에서 현재 볼 수 있는 방대한 양의 석유가 지금 그 자취가 남아 있지 않은 물질로부터 생겼을 가능성은 없다. 따라서 상업적 용도로 쓰일 정도의 석유가 생성되는 위치는 궁극적으로 석유가 발견되는 위치와 반드시 일치하는 것은 아니다. 고생대(2억 4,500만~5억 7,000만 년 전) 이후 석유의 유기 전구물질이 원래의 압축된 점토로부터 사암이나 미사암 같은 다공성이나 투수성이 더욱 큰 암석으로 서서히 이동되어 결국 거기 갇히게 되었다. 이렇게 석유가 갇혀서 괴어 있는 지층을 유층(油層)이라고 한다. 보통의 저류암 구조 내에 들어 있는 일련의 유층이나 또는 인접하여 따로 떨어져 있는 저류암에 있는 일련의 유층을 보통 유전(油田)이라 한다. 지질학적 환경이 유사한 유전들의 집합이 유전지대(油田地帶)로 알려져 있다.

시추된 유정을 통해 지표면에서 퍼올린 원유는 그 위치를 찾고 이를 채유(採油)하고 가공하는 데 비용이 많이 들기는 하지만 전세계의 최대 에너지원으로서 현재 소비되는 전에너지의 약 39%를 차지한다. 중동·소련·미국이 지구상의 선두적인 석유 생산국이며 미국이 최대의 소비국이고 그 다음이 소련이다. 원유의 조성은 매우 다양하지만 주성분은 탄화수소(수소와 탄소로 이루어진 화합물)이다. 원유를 이루고 있는 화합물의 분자구조는 다양하지만 대부분의 원유에는 무게비로 82~87%의 탄소와 12~15%의 수소가 들어 있다. 대부분의 원유는 파라핀, 나프탈렌, 방향족 화합물 계열 등 3가지 계열의 혼합물로 되어 있다(→ 색인 : 파라핀족 탄화수소, 방향족 탄화수소). 파라핀 계열은 천연 가스를 형성하는 메탄에서부터 정제되어 가솔린이 되는 액체 상태의 결정성 왁스에 이르기까지 가장 광범위하다. 나프탈렌 계열은 휘발성 액체에서 타르 아스팔트까지를 포함하고 있다. 방향족 계열은 주로 벤젠으로 이루어진다. 또한 석유는 휘발성·색·비중과 같은 물리적 성질도 다양하다. 원유를 구성하고 있는 수많은 탄화수소 화합물 이외에도 황·질소·산소 등이 소량 존재하며 종종 많은 양이 포함되어 있기도 하다. 실제 황은 원유를 구성하는 원소 중 3번째로 풍부한 원소이다.

대부분의 원유는 지하에서 산출되지만 몇몇 석유 호수나 타르 갱(坑)도 알려져 있다. 그 좋은 예로는 미국 로스앤젤레스의 라브레이아 타르 갱을 들 수 있다. 지구에서 석유와 천연 가스를 추출하는 것은 예상·시추·채유의 3가지 기본 단계를 거쳐 이루어진다. 육지에 존재하는 것으로 알려진 유전의 4/5 정도는 지금 개발되고 있으며, 1960년 이후부터는 인근해(隣近海) 유전개발의 중요성이 커지고 있다. 1860년초에 석유탐사가 시작된 후로 지금까지 약 4만 개의 유전이 발견되었다. 하지만 이들 유전의 90% 이상이 세계 석유생산량에 별 영향을 미치지 않는다. 유전은 크게 초거대유전과 거대유전으로 나뉜다. 초거대유전은 5조(兆) 배럴 또는 그 이상의 원유까지 채유할 수 있으며 거대유전은 5,000억~5조 배럴의 원유를 채유할 수 있다. 현재까지 지구상에서는 37개의 초거대유전만이 발견되었는데 지금까지 발견된 모든 석유의 51%가 이들 유전에 들어 있다. 이들 초거대유전 중 26개가 페르시아 만 지역에 있는 아랍-이란 퇴적 분지에 분포되어 있다. 나머지 초거대유전의 분포를 보면 미국에 2개, 소련에 2개, 멕시코에 2개, 리비아에 2개, 알제리에 1개, 베네수엘라에 1개, 중국에 1개가 있다. 이들 37개의 초거대유전과 함께 세계 도처에서 지금까지 발견된 300개 정도의 거대유전에 지구상에서 채유할 수 있는 석유의 80% 정도가 들어 있다. 이외에도 5,000~5,000억 배럴의 석유를 포함하고 있는 대유전(大油田)이 1,000개 정도 알려져 있다. 이들 대유전에 현재 알려진 석유량의 15% 정도가 들어 있다. 즉 현재까지 알려진 유전의 5% 이하에 지금까지 알려진 지구상의 모든 석유의 95% 정도가 들어 있다.

1890년 석유산업은 미국 캘리포니아의 샌타바버라에 있는 유전을 개발하기 위해 부두에서 연안 쪽의 외안(外岸)에 있는 유정을 시추하면서 시작되었다. 육지에서 입증된 것과 유사한 퇴적 환경과 구조 형태가 바다 쪽으로 연장된다는 사실을 지질학적으로 확신할 수 있는 지역에서 외안시추하는 것이 필연적인 단계였다. 육지에서의 시추와 바다에서의 시추 사이의 주된 차이는 비용의 많고 적음에 있다는 사실이 명백해지면서 전세계적으로 외안 탐사 쪽으로 관심이 돌려졌다. 1940년대에 미국의 석유산업은 멕시코 만에 있는 유전을 개발하기 시작했다. 그 이후 거의 3만 개 정도의 유정이 시추되었고 3,000개 이상의 플랫폼이 멕시코 만 내에 세워졌다. 이들 플랫폼 중 하나는 300m 이상의 바다 위에 세워졌다. 상당량의 석유가 만의 남쪽 지역인 멕시코에서 생산된다.

 

"석유의 생성 및 매장" 한국 브리태니커 온라인
<http://preview.britannica.co.kr/bol/topic.asp?article_id=b12s0072b001>
[2012. 9. 29자 기사]

 

출처 : 국민석유회사

글쓴이 : 비돈 원글보기

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