석유산업 1편 - 석유란?

1.석유(Oil)란?

1) 천연적으로 산출되는 액체 탄화수소의 혼합물로 탄소(C)와 수소(H)를 중심으로 조합된 무수한 화합물의 혼합물로 천연적으로 산출된 원유(Crude Oil)와 원유를 정제한 석유제품(Petroleum product)으로 구별
2) 우리가 활용하는 다양한 에너지원 中 가장 폭넓은 용도와 유용성을 보유하여 수송·산업·가정용 에너지원 뿐만 아니라 석유화학산업의 기초원료로도 활용
▶ 현재 석유는 전세계 에너지 소비의 약 31%를 차지하는 주요 에너지원으로 IEA, OPEC 등 해외전문기관들은 온실가스 감축을 위한 화석연료 소비 절감 노력에도 불구하고 상당기간 그 지위를 유지할 것으로 전망

 

2. 석유의 특성

1) 원유(정제하지 않은 석유)는 물보다 가볍고, 독특한 냄새를 풍기는 암녹색 또는 흑갈색의 끈적한 액체로 여러가지 탄화수소 화합물이 혼합되어 단일물질과 달리 일정한 끓는점이 없고 증류범위를 갖고 있음
▶ 석유제품은 원유에서 연쇄적으로 생산되는 연산품이기 때문에 특정 석유제품만을 생산하는 것이 어려움
2) 석유는 주성분이 탄화수소라는 점에서 천연가스와 함께 탄화수소연료라고도 불리며, 탄소-수소의 조합에 따라 메탄(CH4)에서부터 수백개의 탄소와 수소 원자로 구성된 다양한 화합물 생성 가능*
▶ 다양한 분자구조와 변형성이 각종 원료 및 화학제품 등 여러 분야에서 사용될 수 있는 이유 중 하나임
▶ 석유제품은 탄소가 사슬처럼 이어진 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8), 부탄(C4H10)과 메탄올과 같은 ‘지방족’ 화합물, 6각형 고리 모양의 벤젠, 톨루엔, 자일렌 같은 ‘방향족’ 화합물 등 300여종이 넘음
3) 석유가 생성·저장되기 위해 필요한 지질구조 등의 조건을 구비한 장소가 한정되어 전세계적으로 매장 지역이 편재되어 있으며 주요 석유 생산국과 소비국이 불일치해 장거리 운송 필요

 

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3. 석유의 생성과 유전

1) 석유의 기원은 ‘5억년간 바다 밑바닥에 퇴적된 수생동식물의 유해가 박테리아의 작용 및 지층의 온도·압력으로 장기간에 걸쳐 탄화수소로 변했다’는 유기기원설이 가장 일반적인 견해
▶ 현재 석유가 발견되는 곳의 대부분이 과거 얕은 바다나 호수였던 지역의 퇴적암이라는 점과 유기물인 단백질이 분해될 경우 발생하는 질소, 황 등의 불순물을 함유하는 점 등이 주장을 뒷받침
▶ 유기기원설과 대치되는 이론으로 ‘지구 내부에 풍부하게 존재하고 있는 금속화합물이 물의 침투작용을 받아 고온·고압에서 반응하여 가스에서 액상의 탄화수소로 변했다’는 무기기원설도 있음
2) 유전(Oil field)이 생성되기 위해서는 유기물질을 석유·천연가스로 전환해 주는 근원암(Source rock), 석유가 머물 수 있는 공극을 보유한 저류암(Reservoir rock), 석유 가둬두는 덮개암(Cap rock) 필요

4. 석유 매장량

1) 석유의 매장량이란 지하의 석유를 지표로 끌어 올렸을 때 1기압 15℃ 표준 상태에서의 석유의 용적을 의미하며, 기술력·경제성 등을 감안해 원시매장량, 가채매장량, 확인매장량 등으로 구분
2) 2020년 기준 세계 원유 확인매장량은 1조 7,300억 배럴로 추정되며 가채년수는 약 50년(BP)
▶ 전세계 확인매장량의 48%가 중동지역에 분포되어 있으며, 중남미 19%, 북미 14%, CIS 8%, 아프리카 7%, 아시아·유럽 3% 비중 점유(주요 산유국 집합체인 석유수출국기구 OPEC은 70% 석유매장량 점유)

 

5. 셰일 가스(Shale Gas)

1) 지하 100~2,600m에 걸쳐 다양한 심도에 미세한 진흙이 수평으로 쌓여 생성된 퇴적암석층(혈암·이암 등) 안에 갇혀 있는 천연가스로 전통 가스와는 다른 암반층에서 채취하여 비전통 천연가스로 분류 ’00년대 이후 수평시추·수압파쇄 기술 혁신에 따른 생산비용 하락 및 국제유가 상승 등으로 북미지역을 중심으로 셰일가스 개발 붐이 확대되었으나, ’20년 이후 코로나19로 인한 유가급락 등으로 상당수 업체 파산
▶ 최근 러-우크라이나 전쟁 등으로 에너지수급 불안이 가중되고 원유·가스 가격이 급등함에 따라 셰일가스 업계의 경영 상황이 개선되며 재주목받고 있음

 

6. 석유 매장량 관련 주요 개념

1) 원시매장량(Oil in Place) : 유층 內 집적된 석유의 총량(유층의 용적과 석유의 포화율에 의해 원시매장량 추정)
2) 가채매장량(Recoverable Reserves) : 유층 內 석유 중 지상으로 끌어올릴 수 있는 생산 가능한 석유의 총량
3) 회수율 : 원시매장량 중 채굴할 수 있는 원유의 비중(=가채매장량/원시매장량)
4) 확인매장량(Proved Reserves) : 현재의 기술·경제성 하에서 생산가능한 물량(가장 일반적으로 쓰이는 개념)
▶ 확인매장량 = 가채매장량(원시매장량 × 회수율) - 경제성이 없어 생산되지 않는 물량
5) 가채년수 : 현재와 동일한 규모로 생산할 경우 원유 생산이 가능한 년수(= 확인매장량/연간생산량)
▶ 가채년수가 50년이어도 석유가 50년 후 고갈되는 것은 아니며 기술진보 등에 따라 가채년수도 변동 ⇨ 1950년대부터 현재까지 석유 소비량은 급증하였음에도 석유의 가채년수는 지금까지 50여년 수준 유지
▶ 배럴(Barrel, bbl) : 원유 용량의 기본단위로 석유 생산초기 나무 술통(Barrel) 활용해 원유를 운반한 것에서 유래(1bbl≒158.9리터)

[출처 : 산업통상자원부]