셰일가스 생산 채굴방법, 전통원유 차이 비교

 

안녕하세요. EnerTravel입니다. 

오늘 주제는 '셰일가스 생산 채굴방법, 전통원유 차이 비교'입니다.

2023.04.15 - [EnergyTok/에너지·정유·화학] - 석유 산업 Upstream, 원유 탐사와 채굴 사업

석유 산업 Upstream, 원유 탐사와 채굴 사업

2025.06.10 - [EnergyTok/에너지·정유·화학] - 셰일가스 셰일오일 개념 및 특성, 천연가스 비교

셰일가스 셰일오일 개념 및 특성, 천연가스 비교

 

비전통석유자원 셰일가스 광구

셰일가스, 셰일오일 시추구조

 

비전통석유자원은 전통석유자원과 달리 탐사 위험이 없고, 대규모로 부존 하는 특징을 갖고 있어서 넓은 광구면적에 대한 권한을 확보해야 경제적인 개발이 가능하다는 특징이 있습니다. 비전통자원은 많은 매장량을 기반으로 장기간에 걸쳐 일정한 생산량 유지가 가능하지만, 높은 초기 투자비와 높은 운영비용을 감안하면 일정 수준 이상의 상대적인 고유가가 유지되어야 경제성 확보가 가능하다는 단점 또한 존재합니다. 또한 오일샌드에서 추출된 석유를 사용할 경우 일반 석유보다 5~15% 정도 더 많은 온실가스가 발생한다는 단점이 있는데요. 또한 석유 생산을 위해 다량의 에너지와 물이 소모되고 특히 원유 1배럴을 얻기 위해 2~4배럴의 더 많은 물이 사용되어 심각한 수질오염을 일으킬 수 있습니다. 한편 비전통자원의 개발은 기존의 전통자원 개발과 달리 생산을 위해 많은 시추공이 필요할 뿐 아니라 저류층에 스팀이나 물을 주입하기 때문에 대규모 생산설비가 필요하게 되므로 건설, 설비, 철강 등 관련 산업에 미치는 경기부양 파급 효과가 크다고 할 수 있습니다.

2024.05.15 - [EnergyTok/에너지·정유·화학] - 석유 만들어지는 원리, 석유 생성과정, 유전 트랩구조

석유 만들어지는 원리, 석유 생성과정, 유전 트랩구조

 

셰일가스 개발 및 생산방식

 

2010년대 이전 셰일오일은 단단한 셰일층까지 뚫고 들어가는 비용이 너무 많이 소요되어 외면받았지만, 상기 그림과 같이 수압파쇄법과 수평시추법이라는 혁신적인 채굴 방법이 등장하며 경제성이 높아졌고 결국 오늘날 기존의 중동 중심의 원유 패권을 위협하는 수준에 이르렀습니다. 흥미로운 점은 기존의 원유가 중동지역을 비롯한 일부 지역에 집중되어 있었던 것에 반해 셰일오일은 비교적 전 세계에 골고루 분포돼 있다는 것입니다. 

 

1) 수압파쇄법(Hydraulic Fracturing)

물, 모래, 화학물질을 강력한 수압(500~1000 기압)으로 물을 주입하여 지하의 셰일 암석층을 파쇄하는 기술로 이를 통해 셰일가스의 유동성을 높여 추출

 

2) 수평시추법(Horizontal Drilling)

수직으로 2,000-4,000m를 시추한 후 셰일층에 도달하면 철근 콘크리트 관을 수평으로 삽입하여 1.5km 이상 굴착하여 시추

 

3) 3D 모델링

- 셰일층의 위치와 연료 함유량을 정확히 파악하는 기술
- 생산비용 절감과 생산량 증대에 기여

2025.06.07 - [EnergyTok/에너지·정유·화학] - 석유 시추 과정, 원유 채굴설비 리그(Rig)

석유 시추 과정, 원유 채굴설비 리그(Rig)

 

전통원유와의 채굴 개발 방식 비교 

 

비전통자원은 크게 두 가지 이유로 인하여 개발 및 생산에 어려움이 있는데 바로 오일샌드처럼 원유 자체가 점성도(viscosity)가 커서 저류층 내에서 유동성에 문제가 있는 경우와 셰일가스와 같이 저류층암 자체가 치밀해 유동성이 낮은 가스조차 잘 흐르지 못할 정도로 투수율(permeability)이 낮아 생산에 문제점이 있는 경우입니다.

 

이러한 비전통자원의 태생적인 문제점인 오일의 고점성도와 저류층의 낮은 투수율 문제점을 해결하기 위해서는 저류층 내 부존 하는 오일의 점성도를 낮추기 위해 열을 주입하는 열주입법(thermal process)이나 저류층의 투수율을 증가시키기 위한 수압파쇄법(hydraulic fracturing)이 필요하게 되었습니다. 다만 이를 위해서 추가적인 주입 및 생산 설비가 필요할 뿐 아니라 저류층으로 주입된 물질들로 인해 다양한 환경 문제를 일으킬 위험성은 여전히 존재하고 있습니다.

2025.06.09 - [EnergyTok/에너지·정유·화학] - 오일샌드 뜻 매장량, 오일샌드 유전 개발 방법

오일샌드 뜻 매장량, 오일샌드 유전 개발 방법