석유가스 산업 용어 정리
| Contents
1. 거리와 면적의 단위
2. 부피와 무게의 단위
3. 유가 결정방식과 아시아 프리미엄
4. 석유가스 산업 용어
1. 거리와 면적의 단위
ㅁ feet : 1피트 = 30.48cm
ㅁ mile : 1마일 = 약 1.61km (해상에서의 1마일과 다름에 유의)
ㅁ acre : 미국에서 널리 사용되는 땅의 넓이 단위로, 1에이커=4,046.86㎡, 1평방마일=640에이커
ㅁ fathom : 물의 깊이를 표시하는 단위로, 1패덤=1.8m 또는 6피트
ㅁ joint : 시추관, 케이싱 또는 튜빙의 한 구간으로, 통상 30피트(9.144m)
ㅁ nautical mile : 해리(바다에서의 거리)를 의미하며, 1해리=1,862m (육상에서의 1마일과 다름에 유의)
ㅁ Mcf (thousand cubic feet) : 1,000입방피트로 미국에서 천연가스 부피 측정 시 가장 많이 사용되는 단위. M은 1,000을 뜻하는 로마 숫자
ㅁ btu (british thermal unit) : 1기압에서 물 1파운드 온도를 1도 높이는데 사용되는 열에너지의 양
ㅇ 커피 한 잔 끓이는데 60btu 필요
ㅇ 2000년대 초 미국 일반가정이 연간 98MMbtu 에너지 사용한다고 함
ㅁ MMbtu (Million btu) : 천연가스의 에너지 함량 측정 단위로 1Mcf의 천연가스는 1MMbtu의 에너지를 함유함
ㅇ LNG, 천연가스 가격 책정에 일반적으로 사용
ㅁ therm = 10만 btu
ㅁ MMt (Million metric tons) : LNG 플랜트 용량을 논의할 때 일반적으로 사용하는 단위
ㅇ 연간 단위는 MMt/y 또는 MMtpa(MMt per annum)으로 표기
ㅇ 1Bcf/d = 10Bcm/y = 7.2MMt/y
ㅁ Tcf (trillion cubic feet) : 10의 12승 입방피트. 일반적으로 가스매장량 또는 국가 가스 소비량을 나타내기 위해 사용
2. 부피와 무게의 단위
ㅁ Acre-Foot : 1에이커(4,046.86㎡) 면적과 1피트(30.48cm) 두께를 가진 저류암의 부피를 의미
ㅇ 특정 저류암에서 회수되는 원유의 추정량은 배럴/acre-foot, 가스의 추정량은 Mcf/acre-foot으로 표기
ㅇ 일반적으로 상업적인 원유의 회수율은 50~500배럴/acre-foot 또는 10~1,000Mcf/acre-foot
ㅁ bbl (barrel) : 유전에서 생산되는 석유의 일일 생산량에 대한 일반적 측정 단위
ㅇ 화씨 60도(섭씨 약 15.6도)에서 1톤=6.297bbl
ㅇ 1bbl = 42 US gallons = 34.9726 UK gallons = 9,702입방인치 = 5.6146입방피트 = 158.987리터 = 0.158987입방미터
ㅁ b/d (barrel per day) : 일산 생산량을 배럴로 표시할 때 사용
ㅁ boe (barrel of equivalent) : 석유환산배럴. 석유와 천연가스의 양을 한꺼번에 계산할 때 사용
ㅇ 석유 1배럴은 천연가스 5,648입방피트(간단하게 1boe = 6Mcf)로 계산하기도 함
ㅁ boed (barrel of equivalent per day) : 일당 석유환산배럴
ㅁ Bcf (Billion cubic feet) : 천연가스 생산량 측정 단위로 1Bcf = 10억 입방피트
ㅇ 입방피트는 미국, 캐나다, 영국에서 주로 사용되는 부피 단위로, 1입방피트는 한 변 길이가 1피트인 정육면체의 부피에 해당
ㅁ Bcm (Billion cubic meter) : 천연가스 생산량 측정 단위로, 1Bcm = 10억 입방미터
ㅇ 입방미터는 한국, 프랑스 등에서 사용되는 부피 단위로, 1입방미터는 한 변 길이가 1m인 정육면체의 부피에 해당
* Bcf와 Bcm은 천연가스 생산량, 수입터미널과 파이프라인을 논할 때 일반적으로 사용
Bcm과 MMt는 액화플랜트를 논의할 때 더 일반적으로 사용
1Bcm = 35.3Bcf
1Bcf = 0.028Bcm
3. 유가 결정방식과 아시아 프리미엄
ㅁ 유가 결정 구조 : 기준가격(base price) ± 조정요소
ㅇ 기준가격 : 특정 기준 석유의 일일 평균 시장 가격을 반영하여 계산
- 특정 기준 석유 : 유럽은 브렌트유(Brent), 미국은 서부 텍사스 중질유(WTI), 아시아는 아시아 시장으로 인도되는 FOB 평균 현물 가격
* FOB(Free On Board) : 수송비, 보험료를 제외한 순수 현물가격
** 아시아 석유 기준 가격은 원래 두바이유 가격이었으나, 생산량 감소로 현물시장에서 거래되는 5종류의 중동석유를 담은 Platt's Basket(두바이, 오만, 어퍼 자쿰, 알 샤힌, 무르반)의 현물가격과 두바이-브렌트유 선물 파생상품 가격 등을 추가 고려하여 가격 발표. 참고로 사우디아라비아 석유가 가격에 반영되지 않는 이유는, 사우디아라비아는 석유를 현물로 거래하지 않고 장기계약으로 판매하기 때문
ㅇ 조정요소 : 운임비용, 사우디석유와 기준석유의 품질 자치 등 고려
ㅁ 아시아 프리미엄 : 같은 석유라도 유럽, 미국 대비 아시아 국가들이 더 높은 가격을 지불해왔는데, 이들 가격의 차이를 의미함
ㅇ 발생원인
1) 미국, 유럽은 석유 공급선이 다양하고 국가들이 집단적으로 협상했으나, 동아시아 국가들은 주로 중동 국가에 공급을 의존했기 때문
2) 아시아 국가들이 타 지역 대비 공급 안정성에 대한 우려가 높아 공급 확정성을 기하기 위해 기꺼이 프리미엄 지급
3) 아시아 석유 현물시장이 타 역내시장 대비 활성화 되어있지 않아 공급 유연성 제약
ㅇ 아시아 프리미엄으로 인해 아시아 정유마진 축소 & LNG 가격에 추가 부담(LNG 가격이 석유가격에 연동되기 때문)
* 아시아 LNG 가격은 일본으로 수입되는 통관 석유의 평균 가격인 일본 세관 통관 가격(JCC 가격 : Japanese Customes Clearance Price)에 연동하여 결정
- JCC 가격은 아시아 프리미엄을 거의 그대로 반영
4. 석유가스 산업 용어
ㅁ 공극률(porosity) : 암석 내부에 있는 기공과 같은 공극의 부피비율. 공극률이 높을수록 공극 안에 더 많은 원유 또는 가스가 있을 가능성
ㅁ 투과도(permeability) : 유체가 암석 내부에 흐를 수 있게 하는 암석의 특성
ㅁ 근원암(source rock) : 석유, 가스가 생산되는 암석
ㅇ 여기서 형성된 석유와 가스는 물보다 가벼워 위로 이동하지만 근처에 공극성 암석이 없으면 빠져나갈 길이 없어 갇히게 됨
ㅇ 일반적으로 유전, 가스전은 이렇게 갇힌 축적물로 형성됨
ㅁ 기반암(basement) : 퇴적암 지층 아래 위치한 암석으로, 화강암처럼 석유 발견 가능성이 낮은 암석으로 구성
ㅁ 저류암(reservoir) : 충분한 공극률과 투과도를 보이고 있어 상당한 탄화수소를 포함하고 있는 암석
ㅇ 상업적으로 생산 가능한 저류암의 공극률은 약 5~35%
ㅇ 대부분의 상업적 저류암은 사암(sandstone), 석회암(limestone)
ㅁ 트랩(trap) : 탄화수소가 저류암에서 지표로 빠져나가지 못하게 막아주는 역할을 하는 암석층
ㅇ 대부분의 유전, 가스전은 트랩 내에 석유, 가스가 존재한다고 여겨짐
ㅁ 프리솔트(pre-salt) : 브라질, 앙골라 해안의 해양분지 내 두꺼운 소금층 아래에 위치한 유전
ㅇ 석유가 소금에 의해 밀봉된 채 프리솔트 해역에 있는 것
ㅇ 브라질 프리솔트 지역의 탐사성공률은 87% 정도로 타 유전 대비 성공률이 매우 높음
ㅁ 가스기둥(gas column) : 가스 집적체가 가스-물 경계면 또는 가스-원유 경계면 위로 올라온 수직 높이
ㅁ 원유기둥(oil column) : 저류암에서 원유-물 경계면으로부터 위로 석유가 저장되어있는 수직 높이
ㅁ 가스캡(gas cap) : 액체 탄화수소로 포화된 저류암 위쪽에 있는 천연가스 집적체
ㅁ 유징(show) : 시추하는 동안 기록, 관찰하는 원유 또는 가스의 징후
ㅁ 유효생산구간(pay zone) : 원유 또는 가스가 상업적인 양으로 생산가능한 지층 구간
ㅁ 와일드캣(wildcat) : 인근 지역에서 석유, 가스가 생산된 적이 없는 저류암에 시추된 탐사정
ㅇ 시추가 시도된 지역에서 아주 멀리 떨어진 지역에 뚫는 시추공은 rank wildcat 이라고 함
ㅇ 리스크가 크고 성공확률도 낮지만 성공 시 투자수익률이 매우 높음
ㅁ 물리검층(logging) : 시추과정에서 나타나는 기계적, 전기적, 음향적 특성 등을 기록하는 것
ㅁ 산출시험(Drill-Stem Test; DST) : 상업적 생산가능성을 확인하기 위해 시추공에서 지층의 유체 일부를 주어진 조건 하에서 체취하는 시험
ㅁ 시추공(borehole) : 시추로 생기는 구멍
ㅁ 시추관(drill pipe) : 관의 양쪽 끝에 나사홈이 파여있는 30피트 정도의 초고강도 특수 강철 파이프
ㅁ 시추동(drill string) : 연결된 시추관. 상하 시추관의 나사 홈으로 연결한 다음 시추공 안으로 내려보낸 전체 시추관의 조립부
ㅁ 시추비트(drill bit) : 굴착되는 동안 암석을 작은 조각으로 분쇄할 수 있는 텅스텐 카바이드 또는 산업용 다이아몬드 돌기가 박힌 도구
ㅁ 케이싱(casing) : 시추공 벽면을 지지하여 시추공이 무너지지 않게 시추공 내에 설치하는 철재 파이프
ㅇ 석유 등이 시추공에서 공극 암석층으로 스며들거나 암석층의 석유가 시추공으로 유입되는 것을 방지
ㅇ 케이싱 각 구간은 30피트 길이이며, 각 케이싱은 시추공 내에 내려져 나사처럼 조여져 결합
ㅇ 케이싱이 시추공 아래에 내려가면 케이싱과 시추공 사이의 공간을 시멘트(cement)로 고정
ㅁ 케이싱 설치공(cased hole) : 케이싱이 갖춰진 시추공
ㅇ 케이싱이 시추공 바닥까지 연장되지 않았다면, 미설치 구간은 나공/개공(open hole)이라고 함
ㅁ 시추설비(drilling rig) : 시추에 사용되는 갑판 설비
ㅇ 시추관을 오르고 내리는 윈치, 시추동과 시추비트를 회전시키는 회전 테이블, 엔진, 시추 머드 제어 펌프, 이를 지탱하는 데릭 등 일체
ㅁ 데릭(derrick) : 유정탑으로, 격자 구조의 길쭉한 피라미드 형태 철골 구조물. 시추 과정에서 시추관을 올리고 내리는데 사용
ㅇ 심도가 깊은 유정일수록 시추 파이프와 케이싱이 길어지므로 무게를 지탱할 수 있도록 데릭이 거대해짐
ㅇ 해상에서는 시추선 또는 고정플랫폼에 설치됨
ㅁ 크리스마스 트리(christmas tree) : 생산 중 유전의 케이싱 최상부에 밸브, 제어장치, 측정장치, 파이프 연결부 등을 복잡하게 연결한 장치부
ㅇ 석유와 가스의 유동을 제어하는 역할을 하며, 건성(dry)/습성(wet)으로 구분
ㅇ 건성트리는 플랫폼 위에 설치되며, 습성트리는 해저 유정의 최상부인 해저표면에 설치
ㅁ 시추머드(drilling mud) : 지층 압력 지지, 비트 윤활 작용 및 냉각, 굴착 암편(cutting) 제거, 시추공 붕괴 예방 등을 목적으로 사용하는 액체
ㅇ 깊이가 깊어질수록 파편 제거가 어려워져 머드의 점도와 농도가 중요해짐
ㅁ 머드순환(circulation) : 펌프로 갑판의 머드팽크로부터 머드를 계속 시추관으로 주입해 다시 지표로 올라오게 하는 순환 과정
ㅁ 순환손실(circulation lost) : 개공 구간에서 머드가 주변 지층 내 공극 등에 침추되어 손실되는 현상
ㅇ 이를 막기 위해 머드에 응결물질을 첨가하거나 다양한 차단조치 시행
ㅇ 순환손실 발생 구간을 굴착하긴 까다로워 실패할 경우 해당 시추공을 포기해야할 수도 있음
ㅁ 암편(cutting) : 시추비트의 분쇄운동으로 암석이 깨지면서 나오는 조그만 돌 조각. 머드순환으로 갑판까지 올라옴
ㅇ 암편과 함께 갑판으로 올라온 머드를 머드분리기를 통해 암편만 추려내고, 암편을 통하여 공극 확인
ㅇ 암편을 자외선 아래에 두면 공극 내의 탄화수소가 특이한 형광을 보임. 그 색깔에 따라 원유 밀도, 화학적 특징 파악
ㅁ 암편 끌어올리기(bottoms-up) : 암편을 끌어올리기 위한 일시적 굴착 중지
ㅁ 유정폭발(blowout) : 갑작스럽게 석유, 가스, 물 등 유체가 지상으로 분출되는 현상
ㅇ 깊이가 깊어질수록 압력이 높아져 시추공 내 머드 압력이 굴착 대상 암층 내의 예상 압력보다 커야함
- 너무 낮은 머드 무게를 유지한 채 시추하면 압력차로 유정폭발 발생
ㅇ 만약 저류암에 가스가 있을 경우 폭발, 화재 등 위험
ㅁ 유정폭발 방지장치(BlowOut Preventerl; BOP) : 시추정 가장 상부에 설치되는 내구성 강한 장비
ㅇ 시추관과 케이싱 사이의 공간을 막아서 유정폭발 예방
ㅇ 유정폭발 가능성을 예고하는 신호가 감지되면 시추공 흐름을 차단하여 분출 방지
ㅁ 천공총(perforating gun) : 케이싱이 된 유정 아래로 내려져 유효생산구간 도달 시 저류암을 향해 탄환을 발사시키는 장치
ㅇ 탄환은 케이싱과 시멘트층을 뚫고 저류암에 구멍을 내고, 이 구멍은 유효생산구간의 석유 등이 시추공으로 유입되도록 함
ㅁ 회수증진법(Enhanced Oil Recovery; EOR) : 저류암의 원유, 가스 회수를 증가시키는 방법
ㅇ 석유, 가스 등을 뽑아내다 보면 저류암 내 압력이 떨어지는데, 이로 인한 생산량 감소를 해결하기 위해 저류암 내에 인위적 압력을 가하는 것
- 물, 열, 용해제, 이산화탄소 주입 등의 방법이 있음
* 참고자료
- 처음 공부하는 석유가스 산업 (오성익, 매일경제신문사, 2024)
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