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석유란? 삼년전 올렸든 글..
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석유는 돌에서 나온 기름이란 의미로써 탄화수소 (탄소와 수소)로 이뤄진 화합물이다. 석유와 천연가스는 지질시대에 살던 생물이 남긴 유해로 퇴적층 내에 부존되어 있는데, 담수성 퇴적물보다는 해양성 퇴적물에 보다 풍부하게 존재한다. 퇴적된 유기물 (동식물의 유해)이 지하 깊은 곳에 매몰돼 오랫동안 열과 압력을 받으면 석유가 생성된다.
유기물을 많이 포함하고 있다가 원유를 생성시키는 케로젠을 풍부하게 포함한 암석을 석유 근원암 또는 모암이라고 한다. 이 근원암은 보통 흑색 내지 흑회색 셰일이나 이암이다. 대량의 하등동물이나 식물유해 등의 유기물이 바다, 호수 또는 늪에 퇴적되어 환원 환경 속에서 물의 촉매작용과 특수한 박테리아의 작용을 받아 산소·질소·기타 원소가 제거되고, 탄소와 수소만 남아 고분자 화합물을 형성한 것이 케로젠이다. 케로젠의 종류에 따라 생성되는 원유의 종류 및 양도 달라진다. 특히 바다에서 생성된 케로젠은 조류질을 많이 포함하고 있어 석유를 많이 만든다. 육상 고등식물에서 유래된 케로젠은 목질소를 많이 함유하고 있어 열을 받으면 극히 일부분만 석유나 천연가스로 되고 대부분은 석탄으로 변한다. 석유는 크기가 작은 식물성 또는 동물성 플랑크톤으로부터 주로 만들어진다. 이는 플랑크톤이 크기는 작지만 그 숫자가 매우 많아 퇴적되는 양이 많고, 큰 생물보다 퇴적되어 보존되기가 쉽기 때문이다. 해양생물 중 양적으로 가장 많은 것은 부유성 생물이며, 이 중에서도 식물성으로는 규조가, 동물성으로는 유공충이 가장 많다.
퇴적물이 계속 쌓이면 유기물을 포함한 지층이 지하의 온도와 압력하에서 수천만 내지 수억 년이란 오랜 세월에 걸쳐 매우 복잡한 화학변화를 일으켜서 원유가 생성된다. 석유 지질학적 연구에 따르면 석유가 생성되는 최적 지온은 약 50∼150 ℃이며, 원유는 약 60∼120 ℃에서, 천연가스는 120∼225 ℃ 사이에서 생성된다. 원유와 천연가스는 생성되는 온도만 다를 뿐 성분은 같다. 만약 유기물이 퇴적된 지층의 온도가 250 ℃를 넘으면 탄소만 남아 흑연이 된다. 석유가 만들어지려면 유기물이 매몰된 후 일정한 기간이 지나야 한다. 지층온도가 아무리 높아도 일정기간이 경과되지 않으면 석유가 생성되지 않는다. 신생대 제4기층에서 석유가 발견되지 않는 것이 좋은 예다. 반면 지층온도가 조금 낮더라도 오랜 기간 열을 받으면 원유나 천연가스가 생성되기도 한다.
근원암에서 생성된 케로젠이 지열을 받아 성숙되어 석유가 되면, 지각변동에 의한 단층 등의 경로를 통해 근원암을 둘러싼 다공질 암석층으로 이동한다. 이것을 석유의 제1차 이동이라 하고, 근원암 주위의 다공질 암석을 저류암이라 한다. 석유와 가스는 물보다 가볍기 때문에 조그마한 틈 사이로 흘러들어 현재의 유전을 형성하고 있는 저류암에 집적된다. 저류암은 석유가 더 이상 이동되지 않고 한군데 모여 있는 지질구조로써 배사구조가 여기에 속한다. 석유가 저장된 곳은 암석의 갈라진 틈이나 입자들 사이에 존재하는 작은 공극들 사이이다. 따라서 공극이 많은 암석일수록 더 많은 석유를 저장하기 때문에 개발하기도 쉽다. 일반적으로 공극률이 15%가 넘으면 좋은 저류암으로 간주한다. 전 세계의 확인된 저류암의 종류를 살펴보면, 약 60% 정도가 사암이며, 공극이 많은 석회암이나 백운암과 같은 탄산염암이 40%이고, 나머지 일부는 파쇄암이다.
생성된 석유가 경제적으로 가치를 가지려면 퇴적암층 내에서 분산되지 않고 이동해서 집적되어야 한다. 석유 및 천연가스는 지하수의 유동처럼 퇴적암의 속성 작용 또는 모세관 현상에 의해 극히 느린 속도로 지층의 압력을 받아 계속 이동하는데 이를 석유의 제2차 이동이라고 한다. 이동 도중에 석유가 분산되지 않고, 대규모의 유전을 형성하기 위해서는 저류암 위쪽에 치밀하고 투수율이 낮은 암석층 (셰일, 암염, 석고 등)이 덮개암으로 존재하여야 하며, 석유를 저장할 트랩구조가 반드시 있어야 한다. 석유를 집적할 트랩구조로는 크게 4 가지 유형이 있는데, 배사형, 단층형, 돔형, 층서형 등이 있다.
유기물을 많이 포함하고 있다가 원유를 생성시키는 케로젠을 풍부하게 포함한 암석을 석유 근원암 또는 모암이라고 한다. 이 근원암은 보통 흑색 내지 흑회색 셰일이나 이암이다. 대량의 하등동물이나 식물유해 등의 유기물이 바다, 호수 또는 늪에 퇴적되어 환원 환경 속에서 물의 촉매작용과 특수한 박테리아의 작용을 받아 산소·질소·기타 원소가 제거되고, 탄소와 수소만 남아 고분자 화합물을 형성한 것이 케로젠이다. 케로젠의 종류에 따라 생성되는 원유의 종류 및 양도 달라진다. 특히 바다에서 생성된 케로젠은 조류질을 많이 포함하고 있어 석유를 많이 만든다. 육상 고등식물에서 유래된 케로젠은 목질소를 많이 함유하고 있어 열을 받으면 극히 일부분만 석유나 천연가스로 되고 대부분은 석탄으로 변한다. 석유는 크기가 작은 식물성 또는 동물성 플랑크톤으로부터 주로 만들어진다. 이는 플랑크톤이 크기는 작지만 그 숫자가 매우 많아 퇴적되는 양이 많고, 큰 생물보다 퇴적되어 보존되기가 쉽기 때문이다. 해양생물 중 양적으로 가장 많은 것은 부유성 생물이며, 이 중에서도 식물성으로는 규조가, 동물성으로는 유공충이 가장 많다.
퇴적물이 계속 쌓이면 유기물을 포함한 지층이 지하의 온도와 압력하에서 수천만 내지 수억 년이란 오랜 세월에 걸쳐 매우 복잡한 화학변화를 일으켜서 원유가 생성된다. 석유 지질학적 연구에 따르면 석유가 생성되는 최적 지온은 약 50∼150 ℃이며, 원유는 약 60∼120 ℃에서, 천연가스는 120∼225 ℃ 사이에서 생성된다. 원유와 천연가스는 생성되는 온도만 다를 뿐 성분은 같다. 만약 유기물이 퇴적된 지층의 온도가 250 ℃를 넘으면 탄소만 남아 흑연이 된다. 석유가 만들어지려면 유기물이 매몰된 후 일정한 기간이 지나야 한다. 지층온도가 아무리 높아도 일정기간이 경과되지 않으면 석유가 생성되지 않는다. 신생대 제4기층에서 석유가 발견되지 않는 것이 좋은 예다. 반면 지층온도가 조금 낮더라도 오랜 기간 열을 받으면 원유나 천연가스가 생성되기도 한다.
근원암에서 생성된 케로젠이 지열을 받아 성숙되어 석유가 되면, 지각변동에 의한 단층 등의 경로를 통해 근원암을 둘러싼 다공질 암석층으로 이동한다. 이것을 석유의 제1차 이동이라 하고, 근원암 주위의 다공질 암석을 저류암이라 한다. 석유와 가스는 물보다 가볍기 때문에 조그마한 틈 사이로 흘러들어 현재의 유전을 형성하고 있는 저류암에 집적된다. 저류암은 석유가 더 이상 이동되지 않고 한군데 모여 있는 지질구조로써 배사구조가 여기에 속한다. 석유가 저장된 곳은 암석의 갈라진 틈이나 입자들 사이에 존재하는 작은 공극들 사이이다. 따라서 공극이 많은 암석일수록 더 많은 석유를 저장하기 때문에 개발하기도 쉽다. 일반적으로 공극률이 15%가 넘으면 좋은 저류암으로 간주한다. 전 세계의 확인된 저류암의 종류를 살펴보면, 약 60% 정도가 사암이며, 공극이 많은 석회암이나 백운암과 같은 탄산염암이 40%이고, 나머지 일부는 파쇄암이다.
생성된 석유가 경제적으로 가치를 가지려면 퇴적암층 내에서 분산되지 않고 이동해서 집적되어야 한다. 석유 및 천연가스는 지하수의 유동처럼 퇴적암의 속성 작용 또는 모세관 현상에 의해 극히 느린 속도로 지층의 압력을 받아 계속 이동하는데 이를 석유의 제2차 이동이라고 한다. 이동 도중에 석유가 분산되지 않고, 대규모의 유전을 형성하기 위해서는 저류암 위쪽에 치밀하고 투수율이 낮은 암석층 (셰일, 암염, 석고 등)이 덮개암으로 존재하여야 하며, 석유를 저장할 트랩구조가 반드시 있어야 한다. 석유를 집적할 트랩구조로는 크게 4 가지 유형이 있는데, 배사형, 단층형, 돔형, 층서형 등이 있다.
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