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중유의 미스터리: 전 세계에는 왜 6조 배럴의 중유가 매장되어 있을까?
세계의 중질유 매장량은 6조 배럴을 넘어섰습니다. 이는 놀랍고도 눈길을 끄는 숫자로, 그 이유가 무엇인지 궁금합니다. 중질유 생산은 현재 에너지 시장에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 특히 과학기술의 진보와 정제기술의 최적화로 중질유의 추출과 활용이 새로운 추세가 되고 있습니다.
중유의 매장량은 재래식 석유와 가스의 3배에 달하지만, 이 중유의 확보와 활용에는 많은 과제에 직면해 있습니다.
첫째, 지구상의 여러 곳에 많은 양의 중질유가 존재하지만, 이를 추출하는 어려움은 고르지 않습니다. 중질유 공급에 영향을 미치는 요인으로는 투과성, 다공성, 깊이, 압력 등이 있으며, 석유의 밀도와 점도는 추출 방법을 결정하는 데 중요합니다. 밀도와 점도 변화는 주로 온도에 따라 달라지므로, 적절한 온도 제어를 통해 추가적인 기술 지원 없이도 이러한 오일을 쉽게 옮길 수 있습니다.
액상 원유의 밀도는 종종 American Petroleum Institute(API) 중력 수치로 표현됩니다. API 중력 수치가 낮을수록 오일의 밀도가 높아집니다.
API 비중은 비투멘 기반 중질유의 경우 4º에서 응축액의 경우 70º까지이며, 중질유의 경우 일반적으로 10º~20º 사이입니다. 이러한 중질유는 원유가 시간이 지남에 따라 상당히 분해되어 점도가 증가하기 때문에 형성되는 경우가 많습니다. 숨겨진 저장소가 미생물에 의해 오염되면서 석유와 가스는 점차 중질유로 변하게 됩니다.
중유 추출 기술
중질유 추출 기술과 방법은 1차 추출, 2차 추출, 3차 추출의 세 단계로 나눌 수 있습니다. 1차 생산은 주로 저수지 내부의 자연적 압력, 즉 중력 배수, 즉 "자연적 융기"에 의존합니다. 중질유의 경우 이 기술을 이용한 회수율은 보통 5~10%인데, 이는 재래식 석유의 회수율 30%보다 훨씬 낮습니다.
자연적인 압력이 더 이상 효과적으로 석유를 밀어낼 수 없게 되면 2차 회수로 전환되고, 석유를 위로 밀어올리려면 외부 압력이 필요합니다.
2차 회수에서는 물, 천연가스 또는 이산화탄소를 주입하여 인공적인 압력을 만들어 중질유를 생산 우물로 이동시킵니다. 시간이 지날수록 이러한 인공적인 압력의 효과는 감소합니다. 남아 있는 무거운 기름이 너무 점성이 높아져 자유롭게 흐를 수 없게 되기 때문입니다. 이 시점에서 3차 회수, 즉 향상된 석유 회수 기술(EOR)의 필요성이 중요해졌습니다.
증기 주입의 역할
중질유는 점도가 높기 때문에 이를 회수하는 가장 효과적인 방법은 증기 주입입니다. 증기 주입 시, 주입된 고압 증기는 오일 저장고를 가열하여 점도를 낮추고 결과적으로 추출 효율을 향상시킵니다. 증기 주입은 비용이 많이 드는 회수 방법이기는 하지만, 어떤 경우에는 중질유의 최대 50%를 효과적으로 추출할 수 있습니다.
중질유를 가열하면 유동성이 커져 수집하고 정제하기가 더 쉬워집니다.
증기 주입에는 순환 증기 자극(CSS)과 증기 보조 중력 배수(SAGD)를 포함하여 여러 가지 방법이 있습니다. 이러한 기술을 사용하면 주입된 증기로 인해 한편으로는 오일의 유동성이 증가하고, 다른 한편으로는 오일 추출 성능이 크게 향상됩니다. 이러한 기술을 성공적으로 구현하려면 저수지와 암석에 대한 올바른 이해가 필요하며, 지속적인 경제적 평가가 필요합니다.
지질학과 중유의 관계
중유의 존재는 지질환경과도 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 중질유는 지질학적으로 젊은 지층에 저장되는데, 이 지층은 비교적 얕고 밀봉 능력이 약해 중질유가 생성되기에 유리한 조건을 갖추고 있습니다. 지층의 깊이가 변함에 따라 중질유의 성질과 매장량도 변하여 중질유 생산이 더욱 복잡해진다.
중질유의 거대한 잠재 시장과 이를 뒷받침하는 기술적 진보를 고려할 때, 미래의 글로벌 에너지 활용과 중질유 추출은 어떤 추세를 보일까요?
