석유, [Oil crude] petroleum, 2
석유는 사막에서만 난다? 지하에서 천연산출되는 액체탄화수소(液體炭化水素), 혹은 이를 정제한 석유제품.
석유는 19세기 산업혁명 이후 세계의 변혁을 이끌었다. 석유(石油)를 뜻하는 영어 ‘petroleum’은 1556년 독일의 광물학자 게오르크 바우어가 쓴 학술 논문에서 최초로 사용됐다. ‘petroleum’은 암석을 뜻하는 그리스어 ‘petra’와 기름을 뜻하는 라틴어 ‘oleum’의 합성어. ‘돌에서 나는 기름’이라는 뜻이다.
석유는 신석기 시대인 기원전 5000년 전부터 이미 사용됐다. 고대인들은 석유를 우연히 발견했다. 샘물처럼 땅에서 조금씩 스며 나오는 석유를 불을 댕기거나 누수를 방지하거나 접착하는 데 사용했다. 의약품으로 몸에 바르기도 했다. 19세기까지 유럽인은 석유 표면에 뜬 물질을 떼어내 수공업에 썼다. 동양에서 제일 먼저 석유를 발견하고 사용한 나라는 중국이다. 1세기 말엽에 쓰인 《한서》에는 “연하(延河)의 지류 수면 위에 가연성의 액체가 있어 사람들은 이것을 불을 켜는 데 사용했다”고 나와 있다. 처음으로 석유라는 말을 사용한 사람은 송나라의 과학자 심괄(沈括)이었다. 그는 《몽계필담(夢溪筆談)》에서 “석유는 후세에 없어서는 안 될 중요한 필수품이 될 것이다”라고 예견했다.
석유는 신석기 시대인 기원전 5000년 전부터 이미 사용됐다. 고대인들은 석유를 우연히 발견했다. 샘물처럼 땅에서 조금씩 스며 나오는 석유를 불을 댕기거나 누수를 방지하거나 접착하는 데 사용했다. 의약품으로 몸에 바르기도 했다. 19세기까지 유럽인은 석유 표면에 뜬 물질을 떼어내 수공업에 썼다. 동양에서 제일 먼저 석유를 발견하고 사용한 나라는 중국이다. 1세기 말엽에 쓰인 《한서》에는 “연하(延河)의 지류 수면 위에 가연성의 액체가 있어 사람들은 이것을 불을 켜는 데 사용했다”고 나와 있다. 처음으로 석유라는 말을 사용한 사람은 송나라의 과학자 심괄(沈括)이었다. 그는 《몽계필담(夢溪筆談)》에서 “석유는 후세에 없어서는 안 될 중요한 필수품이 될 것이다”라고 예견했다.
천연적으로 산출되는 가연성 기름상 물질로, 다수의 액상 탄화수소의 혼합물인데, 미량 내지 소량의 황 화합물, 산소 화합물, 질소 화합물, 금속 화합물 등을 포함하는 경우가 많다. 또 용해하거나 혹은 관련해서 산출되는 가스상 탄화수소나 고체상 탄화수소 유사 물질 등도 포함하여 일컫는다. 원유(英 crude oil, crude petroleum 獨 Erdöl, Rohöl), 광유(英 mineral oil 獨 Mineralöl)라는 말은 종종 석유의 별칭으로 사용되지만, 원유는 석유 원유 또는 원석유의 의미를 가지며 공업상에서는 석유보다도 일반적으로 사용되는 경우가 있고, 광유는 동식물성 기름에 대한 광물성 기름의 뜻으로 혈암유, 석탄계유 등도 포함해 넓은 의미로 사용되어야 한다.
말에서 보면 표기의 외국어 및 petrole(프랑스), petrolio(이탈리아) 등은 어느 것이나 암유(英 rock oil)를 의미한다. 그리스어 및 라틴어의 petra oleum에 유래하고, Erdöl은 Erde(earth : 땅)과 Öl(oil : 기름)이 결합한 말, 또 Napht(러시아) 혹은 Naft(페르시아)는 땅 속에서 침출(英 exude)했다고 하는 뜻이다. 중국에서는 오래 전부터 석유, 또 석뇌유, 석칠(石漆), 맹화유, 웅황유 등의 글자가 사용되었는데, 등유가 석유 정제의 주목적이었던 시대에는 석유는 주로 등유라는 뜻으로 사용되어었다.
말에서 보면 표기의 외국어 및 petrole(프랑스), petrolio(이탈리아) 등은 어느 것이나 암유(英 rock oil)를 의미한다. 그리스어 및 라틴어의 petra oleum에 유래하고, Erdöl은 Erde(earth : 땅)과 Öl(oil : 기름)이 결합한 말, 또 Napht(러시아) 혹은 Naft(페르시아)는 땅 속에서 침출(英 exude)했다고 하는 뜻이다. 중국에서는 오래 전부터 석유, 또 석뇌유, 석칠(石漆), 맹화유, 웅황유 등의 글자가 사용되었는데, 등유가 석유 정제의 주목적이었던 시대에는 석유는 주로 등유라는 뜻으로 사용되어었다.
석탄유, 탄유, 암유 등의 말도 있는데, 이들은 유럽에서 옛날에 석탄 건류에 의해 등화용의 coal oil이 제조되고, 그것과 같은 것이 원유에서 간단한 방법으로 만들어져서 이것도 coal oil이라고 불리고, 혹은 또 carbon oil, rock oil 등이라고 불린 것에 의한다. 천연으로 산출되는 아스팔트를 조소 재료, 접착제, 도료 등으로 사용하는 것은 이미 B.C. 3000년경부터 행해졌다고 전해지고, 또 천연 가스나 석유를 등용, 약용 등으로 사용했다는 오랜 기록도 많은데, 근대 산업으로서의 석유 생산은 지금부터 약 100년 전, 즉 1859년에 미국에서 E.L. Drake가 최초의 유정에 성공했던 때부터 시작되었다고 한다.
주로 수성암으로 된 모암(英 mother rock) 속에서 생성된 후 모래층이나 사암 같은 틈새가 많은 지층 속으로 이동, 집적되어 있다. 이것을 유층 또는 함유층이라고 하는데, 유층은 그 상하가 또는 적어도 상부가 불투과성의 혈암, 점토층 등(상부의 불투과성 지층은 모암(帽岩) : cap rock이라고 불린다)에 의해 덮여 있을 필요가 있고, 배사(英 anticline), 돔(英 dome) 등 석유의 집적에 좋은 지질 구조를 가지는 경우가 많다. 전형적인 배사 구조의 단면도는 그림과 같으며 유층의 상층에는 탄화수소 가스가 모여 가스층을 형성하고, 또 하층에는 단수(端水)(英 edge water)라고 이름붙여진 염수의 층이 있다. 이들 석유는 각각의 조건에 적합한 채유법을 사용해 채용된다(⇀ 착정법, ⇀ 원유 회수법).
무기설에서는 이산화탄소, 물 및 알칼리 금속이 고온ㆍ고압하에서 작용하거나 탄화금속과 물이 작용해서 생성되는 메탄, 아세틸렌 등이 중합해서 탄화수소유가 되거나, 무기산과 탄화금속의 작용에 의해, 혹은 지구가 형성될 때에 화산 가스와 석회암의 작용에 의해 생긴 탄화수소가 지각 속에 흡장되어 이럭저럭 지표 가까이 침출된 것이라고 설명된다.
이것에 대해 유기설에서는 고대(1천만년 내지 4억년 정도 전)에 번식했던 동식물이 남긴 유기질이 부패, 분해를 받아 지방, 지방산, 왁스 등을 주로 하는 것으로 변질해서 이것이 지층 속에서 지압, 지열, 세균, 촉매(산성 규산염 등) 등의 작용을 받으면서 오랜 세월 동안에 탄화수소유로 변한 것이라고 설명되고 있다. 두 가지 설 모두 다량의 석유가 어떻게 하여 지층 속을 이동해서 집적되어 오늘날 볼 수 있는 유전을 형성할 수 있었는가를 충분히 설명할 수 없지만, 유기설 쪽이 한층 근거가 있어 유력시되고 있다.
이것에 대해 유기설에서는 고대(1천만년 내지 4억년 정도 전)에 번식했던 동식물이 남긴 유기질이 부패, 분해를 받아 지방, 지방산, 왁스 등을 주로 하는 것으로 변질해서 이것이 지층 속에서 지압, 지열, 세균, 촉매(산성 규산염 등) 등의 작용을 받으면서 오랜 세월 동안에 탄화수소유로 변한 것이라고 설명되고 있다. 두 가지 설 모두 다량의 석유가 어떻게 하여 지층 속을 이동해서 집적되어 오늘날 볼 수 있는 유전을 형성할 수 있었는가를 충분히 설명할 수 없지만, 유기설 쪽이 한층 근거가 있어 유력시되고 있다.
세계의 주요한 석유 산지는 미국, 베네수엘라, 중동 지방(이란, 이라크, 사우디아라비아, 쿠웨이트 등), 캐나다, 인도네시아, 멕시코, 러시아, 루마니아 등인데 그 중에서도 중동 여러 나라의 석유 산출량이 뚜렷하게 증가하고 있고, 프랑스령 알제리아(사하라), 중국 감숙성 등의 대륙 내부에도 유전이 개발되고 있는 등 주목되고 있다. 세계의 석유 확인 매장량의 수명은 현재 약 40년으로 어림잡고 있는데 해마다 산출량의 수십배에 해당하는 확인 매장량의 증가가 있기 때문에 실제로 채굴 가능 연수는 그다지 변화하지 않고 오히려 증대되는 경향에 있다.
원유의 성상은 산지나 유층에 따라 광범위하게 변화한다. 색은 호박색부터 녹갈색 내지 흑색으로, 또 비중은 대략 0.8~1.0의 범위에서 변화하는데, 가솔린 등 경질 유분을 많이 포함한 것일수록 색이 연하고 비중은 작다. 원유는 가스상, 액상 및 고체상의 각종 탄화수소가 복잡하게 혼합되어 있고 소량 내지 미량의 황, 질소, 산소 등의 화합물을 포함하는 외에, 퍼낸 상태의 것은 진흙, 모래, 염수 등이 현탁 내지 유화해서 포함되어 있다. 원소 조성은 보통 탄소 83~87, 수소 11~14%, 황＋질소＋산소 2~3%, 무기 성분(회분) 0.1% 이하이다. 탄화수소로서는 파라핀(메탄 계열 탄화수소), 나프텐(시클로파라핀) 및 방향족이 포함되고 올레핀(에틸렌 계열 탄화수소)은 전혀 또는 거의 포함되어 있지 않다.
원유의 성상은 산지나 유층에 따라 광범위하게 변화한다. 색은 호박색부터 녹갈색 내지 흑색으로, 또 비중은 대략 0.8~1.0의 범위에서 변화하는데, 가솔린 등 경질 유분을 많이 포함한 것일수록 색이 연하고 비중은 작다. 원유는 가스상, 액상 및 고체상의 각종 탄화수소가 복잡하게 혼합되어 있고 소량 내지 미량의 황, 질소, 산소 등의 화합물을 포함하는 외에, 퍼낸 상태의 것은 진흙, 모래, 염수 등이 현탁 내지 유화해서 포함되어 있다. 원소 조성은 보통 탄소 83~87, 수소 11~14%, 황＋질소＋산소 2~3%, 무기 성분(회분) 0.1% 이하이다. 탄화수소로서는 파라핀(메탄 계열 탄화수소), 나프텐(시클로파라핀) 및 방향족이 포함되고 올레핀(에틸렌 계열 탄화수소)은 전혀 또는 거의 포함되어 있지 않다.
황 화합물의 함유량은 황으로서 적은 것은 0.1% 정도에서 많은 것은 3~5%에도 달하고, 그 형태는 지방족 및 방향족 메르캅탄류, 지방족 및 고리식 술피드류, 디술피드류 등이 많고, 티오펜류는 직류(直溜) 제품 중에는 확인되지 않지만 분해 제품 속에는 존재한다. 황 화합물은 석유의 불순물로서는 가장 바람직하지 않은 성분으로, 그 대책 또는 제거가 필요하다(⇀ 스위트닝, ⇀ 탈황). 질소 화합물의 양은 적고, 가장 적은 경우에 0.05% 정도, 많아도 0.3~0.5%에 불과하다. 형태로서는 퀴놀린의 알킬 유도체가 많고, 다음으로 피리딘 유도체가 많다. 그리고 비방향족 염기, 염기 이외의 화합물 등도 조금은 있다(⇀ 석유 염기). 산소 화합물의 함유량은 많은 경우 1% 이하이고, 형태로서는 나프텐산이 많고 페놀류 및 지방산도 포함되어 있는데 미량의 아세트알데히드 이외에는 알코올, 케톤 등이고 다른 산소 화합물은 거의 포함되어 있지 않다(⇀ 석유산).
질소 및 산소 화합물은 황 화합물에 비해 해가 적고 또 제거하기 쉽다. 무기 성분으로서는 나트륨 및 칼슘염이 많은데, 이들은 주로 유화수 속에 용해되어 있는 것으로 유화 파괴에 의해 제거되고, 본래의 석유 성분이라고는 말할 수 없다. 유기 금속 화합물은 석유 속에 용해되어 있고 바나듐, 니켈 및 철의 화합물이 많다. 철 화합물은 장치나 용기의 재료에서 유래한 것이 많다고 생각된다. 본래의 석유 성분이라고 생각되는 바나듐 및 니켈 화합물은 각각 금속으로서 5ppm 정도, 드물게는 100~200ppm 포함되어 있다. 바나듐 화합물은 베네주엘라 원유 등에 많고, 그 연소시에 일어나는 부식이 주목되고 있다. 그리고 금속으로는 구리, 아연, 납 등도 검출되었다.
화학적으로는 주성분인 탄화수소군의 종별, 즉 원유기에 의해 분류한다. 예를 들면, 중동 원유는 파라핀기가 많다. 또 고리 분석법 및 원유 평가법도 원유의 분류에 이용할 수 있다. 상거래 때에는 비중에 의한 분류법이 때때로 사용된다. 예를 들면 일본의 원유는 다음과 같이 분류되고 있다.
화학적으로는 주성분인 탄화수소군의 종별, 즉 원유기에 의해 분류한다. 예를 들면, 중동 원유는 파라핀기가 많다. 또 고리 분석법 및 원유 평가법도 원유의 분류에 이용할 수 있다. 상거래 때에는 비중에 의한 분류법이 때때로 사용된다. 예를 들면 일본의 원유는 다음과 같이 분류되고 있다.
구분경질중(中)질중(重)질특중질
＜0.830
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＜0.904
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＜0.966
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0.966~
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또한 정성적으로는 황 화합물이 많이 포함되어 악취가 나는 것을 사워 원유, 황 화합물이 적어 냄새가 좋은 것을 스위트 원유라고 불러 구별한다.
증류 기타 각종의 제유법에 의해 분별, 가공, 정제하고 각종의 석유 제품을 제조해서 각각의 용도로 쓰인다. 석유의 사용은 처음 등화용이 많았으나, 19세기 말에 내연 기관이 발명되기에 이르러 그 연료 및 윤활유로서의 사용이 활발하게 되고, 또 석탄 대신에 선박, 발전소, 가정 등의 연로로도 많이 사용하게 되었을 뿐만 아니라 화학적 용도에 쓰이는 것도 증가하고, 석유 화학 공업이라고 불리는 새로운 화학 공업 형태가 출현됐다.
증류 기타 각종의 제유법에 의해 분별, 가공, 정제하고 각종의 석유 제품을 제조해서 각각의 용도로 쓰인다. 석유의 사용은 처음 등화용이 많았으나, 19세기 말에 내연 기관이 발명되기에 이르러 그 연료 및 윤활유로서의 사용이 활발하게 되고, 또 석탄 대신에 선박, 발전소, 가정 등의 연로로도 많이 사용하게 되었을 뿐만 아니라 화학적 용도에 쓰이는 것도 증가하고, 석유 화학 공업이라고 불리는 새로운 화학 공업 형태가 출현됐다.
세계적인 1차 오일쇼크는 1973년 10월에 일어났다. 당시 이스라엘과 아랍 국가들 사이에 전쟁이 일어나자 아랍 국가를 중심으로 한 석유수출국기구(OPEC)가 석유 수출을 중단한 것이 원인이었다. OPEC은 이스라엘에 대한 국제적 지원을 차단하기 위해 원유 생산량을 줄이고 미국 등에 대한 수출을 금지했다. 배럴당 3달러에 불과했던 석유 가격이 1974년 1월에는 배럴당 11.65달러로 4배나 치솟았다.
2차 오일쇼크는 1980년에 발생했다. 이란의 이슬람 혁명 이후 석유 수출 중단과 자원민족주의를 표방한 OPEC의 유가 인상 조치가 화근이었다. 1978년 배럴당 평균 10달러였던 유가는 1981년 초 40달러까지 상승했다. 2012년에는 핵개발 의혹을 둘러싼 이란과 미국의 대치가 벼랑 끝을 향해 달려가고 있어 3차 오일쇼크가 시작될 것이라는 달갑지 않은 전망도 나오고 있다.
세계 각국은 부족한 석유 자원을 확보하기 위해 유전 탐사에 온 힘을 쏟고 있다. 우리나라도 예외가 아니다. 우리나라에서 최초로 석유 채굴에 나선 것은 민간인들이다. 일제강점기인 1939년 충북 진천에서 석유광구를 출원해 지하 20m까지 뚫었다. 그러나 아무런 성과가 없었다.
1970년 초 중동 산유국들이 석유 무기화를 내세우면서 경제가 큰 충격에 빠지자 정부는 ‘에너지 자주권’ 확보를 위해 본격적으로 석유 개발에 나섰다. 1976년 1월 박정희 대통령은 연두 기자회견을 통해 “영일만 일대에서 석유가 발견됐다”고 발표했다. 그런데 얼마 뒤 시추장비의 윤활유를 원유로 착각한 것으로 밝혀지면서 없었던 일이 됐다. 이후 더러 가스를 발견하기도 했지만 경제성이 없어 포기하는 과정이 되풀이됐다.
미국은 1820년 처음으로 석유를 생산하는 등 오랫동안 세계 최대 산유국의 지위를 유지했다. 1930년대 이후의 석유 패권은 소비에트 연방과 사우디아라비아가 다퉜다. 현재는 사우디아라비아가 절대 강자의 자리를 차지하고 있다.
석유의 해법은 사막에 있다? 꼭 그렇지만은 않다. 세계 주요 석유 수출국이 중동에 있다고 해서 석유가 사막에만 집중돼 있는 것은 아니다. 세계 석유 매장량 순위 10위권 중 절반은 중동이 아닌 다른 국가에 있다. 캐나다는 사우디아라비아에 이어 석유 부존량 세계 2위다. 석유는 보통 사막 아래 깊은 땅속이나 바닷속에서 솟아난다. 많은 석유기업과 전문가들은 막대한 양의 미발견 석유가 바다에서 나올 것으로 전망한다. 특히 북극은 석유의 신천지로 주목받고 있다.
미국 지질조사국(USGS)의 톰 알브란트는 “미발견 석유의 절반 이상은 깊은 해저에 있고, 그중 절반은 북극해에 있는 것 같다. 지금까지 우리는 북극의 7개 지역밖에 조사하지 못했으며, 아직도 28개 지역을 더 조사해야 한다. 이제 시작일 뿐이다”라고 말했다. USGS에 따르면 북극에는 전 세계 석유 매장량의 13% 수준인 900억 배럴의 석유가 묻혀 있는 것으로 나타났다. 석유 매장량이 최대 1600억 배럴에 달할 것이라는 전망도 있다.
미국은 1820년 처음으로 석유를 생산하는 등 오랫동안 세계 최대 산유국의 지위를 유지했다. 1930년대 이후의 석유 패권은 소비에트 연방과 사우디아라비아가 다퉜다. 현재는 사우디아라비아가 절대 강자의 자리를 차지하고 있다.
석유의 해법은 사막에 있다? 꼭 그렇지만은 않다. 세계 주요 석유 수출국이 중동에 있다고 해서 석유가 사막에만 집중돼 있는 것은 아니다. 세계 석유 매장량 순위 10위권 중 절반은 중동이 아닌 다른 국가에 있다. 캐나다는 사우디아라비아에 이어 석유 부존량 세계 2위다. 석유는 보통 사막 아래 깊은 땅속이나 바닷속에서 솟아난다. 많은 석유기업과 전문가들은 막대한 양의 미발견 석유가 바다에서 나올 것으로 전망한다. 특히 북극은 석유의 신천지로 주목받고 있다.
미국 지질조사국(USGS)의 톰 알브란트는 “미발견 석유의 절반 이상은 깊은 해저에 있고, 그중 절반은 북극해에 있는 것 같다. 지금까지 우리는 북극의 7개 지역밖에 조사하지 못했으며, 아직도 28개 지역을 더 조사해야 한다. 이제 시작일 뿐이다”라고 말했다. USGS에 따르면 북극에는 전 세계 석유 매장량의 13% 수준인 900억 배럴의 석유가 묻혀 있는 것으로 나타났다. 석유 매장량이 최대 1600억 배럴에 달할 것이라는 전망도 있다.
기체(석유계 천연가스), 반고체, 고체(타르, 피치 등)와 같이 지하에 저류(貯留)하고 있는 흑색의 탄화수소류 점액성 물질. 에너지원으로서 석탄과 함께 가장 중요한 화석연료이며 산출상태와 조성은 장소에 따라 전혀 다르다. 지각의 탄화수소 생성에 관해서는 여러 가지 경우가 가능하며, 예를 들면 무기설에서는 금속카바이드에 지하수가 작용하여 생성한다는 설도 있고 또 육상생물 특히 석탄과의 관계를 논한 사람도 있지만, 경제적으로 채취할 수 있는 석유 및 가스의 생성에 대해서는 해양성의 유기물기원으로 여겨진다.
석유를 형성하는 퇴적물은 해양성의 이암(泥岩), 석회암이며 이들에 함유된 유기물이 환원되어 사암(砂岩) 같은 다공질 암석에 저류한다. 유기물의 농축정도는 예외적으로 흑해와 같이 높은 경우도 있지만 오히려 후의 이동에 의해 분리농축 된다. 각 지질시대별로 비교하면 중생대의 저류층(貯留層)에서 나온 원유의 비율이 63%이며, 주요 유전 중에서도 유전의 규모가 큰 것은 백악기, 다음으로 쥐라기에 집중하고, 삼첩기보다 오래된 지층에 함유되어 있는 유량은 극히 적다. 지리적으로는 중동지구의 유전이 중요하고 백악기가 세계의 80%, 쥐라기가 90%를 차지한다.
당시 이 지구가 적도 바로 아래의 열대해역에 있어서 대양에 면한 얕은 바다라는 조건하에 석유의 근원이 되는 유기물이 다량으로 형성된 것, 백악기 중기부터 말기에 걸친 대규모 지각변동이 석유의 이동이나 집적에 중요한 역할을 했던 것, 이와 같이 집적된 기름이 그 후 지표 온도상승에 의해 분해되거나 또는 유전구조가 파괴되는 일이 없었다는 점 등이 주된 이유이다.
석유를 형성하는 퇴적물은 해양성의 이암(泥岩), 석회암이며 이들에 함유된 유기물이 환원되어 사암(砂岩) 같은 다공질 암석에 저류한다. 유기물의 농축정도는 예외적으로 흑해와 같이 높은 경우도 있지만 오히려 후의 이동에 의해 분리농축 된다. 각 지질시대별로 비교하면 중생대의 저류층(貯留層)에서 나온 원유의 비율이 63%이며, 주요 유전 중에서도 유전의 규모가 큰 것은 백악기, 다음으로 쥐라기에 집중하고, 삼첩기보다 오래된 지층에 함유되어 있는 유량은 극히 적다. 지리적으로는 중동지구의 유전이 중요하고 백악기가 세계의 80%, 쥐라기가 90%를 차지한다.
당시 이 지구가 적도 바로 아래의 열대해역에 있어서 대양에 면한 얕은 바다라는 조건하에 석유의 근원이 되는 유기물이 다량으로 형성된 것, 백악기 중기부터 말기에 걸친 대규모 지각변동이 석유의 이동이나 집적에 중요한 역할을 했던 것, 이와 같이 집적된 기름이 그 후 지표 온도상승에 의해 분해되거나 또는 유전구조가 파괴되는 일이 없었다는 점 등이 주된 이유이다.
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.
석유를 함유한 하나 또는 몇 개의 지층이 단일 지질구조(地質構造)에 지배되어 존재하는 지역.
유전이 많이 존재하는 지역을 유전지대라고 한다. 유전과 같은 종류의 가스전(田)이라는 말도 있으나, 일반적으로는 석유에 가스가 수반되는 일이 많다.
지질구조는 석유·가스를 함유하는 유층(油層)과, 그 상부를 덮는 피복층(被覆層)으로 이루어진다. 유층은 다공질(多孔質) 암석, 예를 들면 사암(砂岩)·석회암 등으로 이루어지며, 암석의 공극률(孔隙率)은 20~30%가 보통이다. 암석 내의 침투율도 크다. 유전의 상부는 가스나 유체(流體)가 투과하기 어려운 암석으로 덮여 있는데, 이것을 덮개암(cap rock)이라고 한다.
이러한 유층은 기름·가스가 집적하기 알맞은 구조로 되어 있으며, 지질학적으로는 이 구조를 트랩(trap)이라고 하는데, 층위(層位) 트랩, 구조 트랩, 층위·구조 트랩으로 분류된다. 층위 트랩은 불침투성 암석 속에 침투성인 사층(砂層) 등이 렌즈 모양으로 존재하는 경우이다. 구조 트랩은 배사구조(背斜構造)나 단층에 의해서 유층이 차단된 것을 가리킨다.
또, 암염(岩塩)이 돔(dome) 형태로 솟아올라 생긴 관입체(貫入體)의 주변 구조도 구조 트랩에 속한다. 유전의 성립에는 석유의 근원물질이 유전 부근에 존재한 경우와 석유 그 자체가 이동하여 집적한 경우를 생각할 수 있는데, 어느 경우에나 석유가 생성·집적하는 데 알맞은 환경이었을 것으로 생각된다.
석유는 오랜 지질시대를 통해서 생성되므로, 그 동안에 여러 차례 해침(海侵)·해퇴(海退)가 반복되고, 또 몇 차례에 걸쳐 습곡작용을 받았다. 유전의 지질구조 중에서 가장 일반적인 것은 배사구조이며, 세계 유전의 90% 이상이 이에 속한다.
지질구조는 석유·가스를 함유하는 유층(油層)과, 그 상부를 덮는 피복층(被覆層)으로 이루어진다. 유층은 다공질(多孔質) 암석, 예를 들면 사암(砂岩)·석회암 등으로 이루어지며, 암석의 공극률(孔隙率)은 20~30%가 보통이다. 암석 내의 침투율도 크다. 유전의 상부는 가스나 유체(流體)가 투과하기 어려운 암석으로 덮여 있는데, 이것을 덮개암(cap rock)이라고 한다.
이러한 유층은 기름·가스가 집적하기 알맞은 구조로 되어 있으며, 지질학적으로는 이 구조를 트랩(trap)이라고 하는데, 층위(層位) 트랩, 구조 트랩, 층위·구조 트랩으로 분류된다. 층위 트랩은 불침투성 암석 속에 침투성인 사층(砂層) 등이 렌즈 모양으로 존재하는 경우이다. 구조 트랩은 배사구조(背斜構造)나 단층에 의해서 유층이 차단된 것을 가리킨다.
또, 암염(岩塩)이 돔(dome) 형태로 솟아올라 생긴 관입체(貫入體)의 주변 구조도 구조 트랩에 속한다. 유전의 성립에는 석유의 근원물질이 유전 부근에 존재한 경우와 석유 그 자체가 이동하여 집적한 경우를 생각할 수 있는데, 어느 경우에나 석유가 생성·집적하는 데 알맞은 환경이었을 것으로 생각된다.
석유는 오랜 지질시대를 통해서 생성되므로, 그 동안에 여러 차례 해침(海侵)·해퇴(海退)가 반복되고, 또 몇 차례에 걸쳐 습곡작용을 받았다. 유전의 지질구조 중에서 가장 일반적인 것은 배사구조이며, 세계 유전의 90% 이상이 이에 속한다.
참조항목,
역참조항목,
카테고리,
출처 & 참고문헌,
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[석유는 사막에서만 난다? (의심 많은 교양인을 위한 상식의 반전 101, 2012.,.)
[석유 [石油, petroleum] (화학대사전, 2001. 5. 20., 세화 편집부)
[석유 [石油] (한국민족문화대백과, 한국학중앙연구원)
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[자원공학개론』(서울대학교 자원공학과, 1986)
[석유』(대한석유개발공사, 1986)
[자원총람』(동력자원연구소, 1985)
[제6차 경제사회개발5개년계획: 에너지자원부문회시안』(동력자원부, 1985)
[석유연보』(대한석유협회, 1984)
[석유의 탐사와 개발』(고왕인, 박영사, 1984)
[한국의 지질과 광물자원』(김옥준교수정년퇴임기념지편집위원회, 1982)
[유전 [oil field, 油田] (두산백과)
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