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대륙붕 석유 시추
대륙붕 석유 시추
과학기술
개념
지하에서 천연산출되며 탄화수소를 주성분으로 하는 가연성 기름.
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정의
지하에서 천연산출되며 탄화수소를 주성분으로 하는 가연성 기름.
내용

천연산출되는 것을 원유(原油)라고 하며, 이를 정제한 석유제품에는 휘발유·등유·경유·중유·나프타·LPG 등이 있다.

흔히 가정에서는 등유를 석유라 부르기도 한다. 원유의 주성분은 탄소 84∼87%, 수소 11∼14% 정도이고 이외에도 황·질소·산소 등을 소량 함유하고 있다.

원유는 복잡한 화합물로서 화학적 구조가 다양하여 손쉽게 분류할 수는 없으나, 개괄적으로 분류해보면 파라핀납분을 많이 함유하는 파라핀기원유와 아스팔트분을 많이 함유하는 아스팔트기원유(혹은 나프텐기원유)로 나눌 수 있다.

아스팔트기원유로부터는 양질의 아스팔트를 얻어낼 수 있지만 가솔린·등유·경유·윤활유 등은 양질을 얻을 수 없다. 반면에, 파라핀기원유로부터는 아스팔트는 얻을 수 없으나 양질의 가솔린·등유·경유·윤활유와 파라핀납의 제조에는 적당하다.

석유가 생성되는 원인에 대하여는 여러 가지 이론이 있으나 최근에 받아들여지는 이론에 의하면, 석유는 지질시대에 양적으로 많았던 바다생물을 근원물질로 하며, 이 생물유기체가 산소의 공급이 적은 곳에 많이 집적되면서 산화되지 않고 잘 보존되었을 때 생성된다고 한다.

석유가 생성되었다 하더라도 이후 보존이 잘 되고 석유가 이동, 집적됨으로써 경제성 있는 석유광상이 되려면 적당한 지질구조를 갖추어야 한다.

즉, 석유가 포함되는 지층은 석유의 유입이 수월하도록 다공질(多孔質)이면서 침투성이 좋아야 하는 한편, 배사구조(背斜構造: 岩類의 퇴적 후 지각의 변동이나 압력으로 생긴, 낙타의 肉峰과 같이 된 지질 구조)를 이루는 함유층(含油層)의 상하부가 불투수성 암층으로 되어 석유가 집적된 후 다른 곳으로 빠져나가지 않도록 되어 있어야 한다.

일반적으로 함유층 상부의 불투수성 암층을 덮개암(cap rock)이라 하며, 배사구조를 이루는 함유층내에서는 석유 밑에 물이 있어 덮개암과 더불어 석유의 누출을 방지하게 된다.

석유를 탐사할 때는 석유 자체를 찾는 것이 아니라, 우선적으로 이와 같이 석유가 집적되기에 좋은 지질구조를 찾은 뒤에 석유부존 후보지에 시굴정(試掘井)을 뚫어 석유의 존재유무를 확인하게 된다.

세계 석유부존량의 추정값은 대략 2조 배럴이며, 미발견 자원량은 1조 배럴 내외로서 약 40%가 해양에 있다고 본다. 확인매장량은 1975년부터 1986년까지 약 7000억 배럴을 유지하고 있는데, 1986년의 확인매장량을 지역별로 살펴보면 중동지역이 56.8%를 차지하고 있어 석유의 지역적 편재를 알 수 있다.

세계의 연간 석유생산량은 1986년 당시 약 195억 배럴이며, 생산량이 큰 국가순으로 보면 러시아·미국·사우디아라비아·멕시코·영국·중국·이란의 순서이다.

이 중 중동·아프리카지역은 세계전체 생산량의 약 5분의 1을 점유할 뿐 아니라, 자체소비량이 적어 수출능력이 크고 석유생산의 잠재력도 대단히 높아서 중요한 석유공급처의 위치를 차지한다.

석유개발은 석유의 탐사로부터 생산에 이르기까지의 분야를 총칭하며, 이와 관련된 석유산업 부문을 산유 부문(産油部門) 혹은 상류 부문(上流部門)이라 부른다.

석유산업은 석유개발을 담당하는 상류 부문과 이의 수송·정제·판매를 담당하는 하류 부문(下流部門)으로 분류될 수 있는데, 우리나라에서는 아직 상류 부문보다는 하류 부문의 석유산업이 주를 이룬다.

상류 부문은 석유산업 중에서도 이익률이 높은 것으로 알려져 있으나, 아직도 우리나라는 이 분야의 기술을 담당할 수 있는 능력이 미숙하여 해외석유개발시 단순지분 참여에 그치고 있고, 국내 대륙붕탐사에서도 외국회사에 많이 의존하고 있는 형편이다.

이에 대학과 한국동력자원연구소를 중심으로 석유탐사 및 개발기술의 자립화를 위하여 부단한 노력이 경주되고 있다. 한편, 1990년대까지 대한석유개발공사·대한석유공사 등의 석유개발 관련 부서에서는 검층자료 및 탄성파단면해석 등 경제성 평가에 직접 관련된 기술의 배양과 전문인력 양성을 위해 노력해왔으며, 1999년 대한석유개발공사가 한국석유공사로 변경된 이후 국내·해외 대륙붕 탐사 및 개발(국내대륙붕 제6-1광구, 베트남15-1광구, 베트남11-2광구)이 활발해지는 한편 외국 정유사(페루 Petro-Tech사, 캐나다 Harvest Energy사, 카자흐스탄 Sumbe사, 영국 Dana사) 인수에도 적극적인 성과를 얻고 있다.

국내에서 최근에 실시하고 있는 석유탐사는 주로 대륙붕지역에 대한 것들이나 과거에는 내륙지역에 대하여도 실시하였다. 내륙지역에서의 석유탐사 대상지역은 신생대 제3기퇴적암 분포지인 포항분지와 중생대퇴적암의 분포지인 전라남도 해남의 화원반도(花源半島)와 경상남도·경상북도 일원이다.

포항분지에 대하여는 국립지질조사소에서 1964∼1967년 사이에 자력탐사·중력탐사·탄성파탐사에 의한 지하지질구조를 규명하였으며, 광주(鑛主)가 개인적으로 4개공 시험시추를 실시하였다. 또한, 1976년에는 미국회사가 12개 공시추를 실시하였다.

이들로부터 소량의 천연가스와 원유가 발견되었으나 경제성이 없는 것으로 판단되어 이후 포항내륙지역에 대한 석유탐사는 실패한 채 종결을 보았다.

전라남도 화원반도 우항리(牛項里) 셰일층 내에서 반고체상유질물이 함유되어 있음이 과거부터 알려져 왔다. 이에 대한 분석결과 질은 나쁘지 않으나 분포상태에 따른 부존량으로 미루어볼 때 경제성이 없다고 판단되었다.

경상남도·경상북도 지역에 대하여도 석유탐사가 1977년부터 5개년 계획으로 자원개발연구소에서 실시되어 왔으나, 현재로서는 유기물의 함량이 적고 탄화수소화도(炭化水素化度)가 매우 낮아 석유생성의 가능성이 희박한 것으로 보고 있다.

현재 우리나라에서 실시하고 있는 석유개발사업은 국내 대륙붕탐사와 해외유전 개발에 있다. 1968년 국내에서 실시된 해외물리탐사 결과로 서·남해를 포함한 한반도 연안 대륙붕에는 두꺼운 제3기 퇴적층이 광범위하게 분포되어 있음이 개략적으로 밝혀졌다.

이후 이들 해역을 7개 광구로 나누었는데, 제7광구와 그 주변을 한일공동개발구역으로 정하여 이 지역을 9개의 소광구로 세분하였다.

1972년부터 1986년까지 외국석유회사들과 함께 14개공의 탐사시추를 실시하였으나 경제성 있는 석유 또는 천연가스를 발견하지는 못하였다.

그러나 이것만으로는 우리나라 대륙붕 내에서 석유부존 가능성이 많은 지층의 구조적 특성을 명확히 파악하기에 부족한 일이므로 1990년대 중반까지 물리탐사 2만L―㎞를 포함하여 기초시추 10개 공과 유망구조에 대한 탐사시추 20여개 공이 시추될 예정이다.

근래의 시추 결과 국내대륙붕에서의 성공사례로는 1987년 12월 유공에서 실시한 6광구시추로서 천연가스를 발견한 일이다. 이에 대해서는 향후 유전개발 가능성을 정밀히 검토할 예정이다.

우리나라의 해외유전개발은 한국석유공사에 의해 활발히 추진되고 있으며, 이에 대한 정부의 석유개발기금 융자지원이 한국석유공사를 통하여 운용되고 있다.

해외유전개발의 효시가 되는 인도네시아의 마두라유전개발은 경제성이 불투명하였으나, 그 당시 유공·현대·삼환·대한석유개발공사가 기술제휴하여 참여했던 북예멘의 마라브유전은 좋은 성과를 얻었다. 이밖에도 럭키금성·경인에너지·유공 등이 인도네시아와 수단 등지에서 탐사를 진행하였다.

국내수요의 석유제품이 1964년부터 생산되기 시작하였으나 석유산업 초기에는 자본·기술의 부족으로 국제석유자본들과 합작투자관계를 맺었다.

그러나 석유파동 이후 안정된 원유공급을 위하여 외국 메이저(Major)를 통한 원유도입량을 대폭 감소시켰으며, 산유국과의 직접거래와 원유도입선의 다변화를 꾀하였다.

현재 SK에너지, GS칼텍스, S-OIL, 현대오일뱅크 등이 원유의 도입·정제·비축업무와 석유제품의 판매·수출업무를 담당하고 있으며 이들에 의한 연간 원유도입량은 2억 3000만 배럴 정도이다.

이 중 중동으로부터의 원유도입이 60%를 차지함으로써 1970년대의 100%에 비할 때 원유도입선이 다변화되었음을 볼 수 있다. 또한 도입형태는 장기계약을 원칙으로 하여 안정공급을 꾀하고 있다.

석유는 액체로서 운반과 사용이 용이할 뿐 아니라 발열량이 높고 비교적 깨끗이 연소한다. 또한 석유파동 전까지는 비교적 저렴한 가격으로 대량공급되었으므로 1차 에너지원의 주된 위치를 차지하였다.

석유는 가정과 산업에서 취사·난방에 편리한 연료로 사용되어 소비에너지 중 차지하는 비중이 약 20%인데, 이 중 특히 등유·경유가 각각 20%, BC유·LPG가 각각 30% 정도이다. 오늘날은 LNG의 보급과 연료의 고급화현상으로 앞으로 큰 수요증가를 보이지는 않겠으나 LPG는 수요급증이 예상된다.

석유를 원료로 하는 내연기관은 수송능력을 증대시킴으로써 인적·물적 교류를 활발하게 하였다. 우리 나라는 1980년대에 들어와 승용차의 보급이 급증하여 전반적인 에너지의 석유의존도 감소현상과는 달리 휘발유·경유 등 수송용석유의 수요가 큰 증가를 보이고 있다.

에너지로서의 구실 못지않게 중요한 석유의 구실은 석유화학공업에서 탄화수소원이 되는 것인데, 석유를 이용하여 다양한 합성물질을 만들 수 있고 저렴한 일상용품을 대량공급시키는 데 편리하다.

이렇듯 석유를 이용하여 만들어지는 용품·용구들은 이를 사용하는 기술의 발달과 더불어 생활의 윤택함을 제공하게 되어 자연물과는 다른 경험을 인간에게 줌으로써 인간의 의식영역을 넓혀주고 있다.

석유를 사용할 때의 부정적 측면은 석유연소시 발생하는 유해가스와 석유화학공업에서의 산업폐기물에 있다. 따라서 이의 해결을 위해 저유황유(低硫黃油) 및 무연휘발유(無鉛揮發油)의 사용이 의무화되고 있으며 석유화학폐기물 처리의 대응책도 강구되고 있다.

참고문헌

『석유협회보』(대한석유협회, 1987.1·2.)
『자원공학개론』(서울대학교 자원공학과, 1986)
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『자원총람』(동력자원연구소, 1985)
『제6차 경제사회개발5개년계획: 에너지자원부문회시안』(동력자원부, 1985)
『석유연보』(대한석유협회, 1984)
『석유의 탐사와 개발』(고왕인, 박영사, 1984)
『한국의 지질과 광물자원』(김옥준교수정년퇴임기념지편집위원회, 1982)
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