탄성파를 활용한 탐사 작업은 지표 지질 조사를 통해 발견된 분지 주변의 수백 km를 대상으로 하는데, 이는 석유가 매장되어 있을 가능성이 높은 유망한 구조를 찾아내기 위한 작업이기도 하다.

탄성파 탐사에는 탄성파를 발생시키는 송신원(Source), 탄성파 신호를 수신할 수 있는 수신원(Reciver), 그리고 자료를 처리해서 저장하는 시스템 장비가 필요하다. 여기서 송신원과 수신원, 이 두 가지는 꼭 기억해둘 것!

탄성파 탐사는 지표면에서 파를 발생시키고 그 파의 진동이 반사되는 면에 도달해서 갔다 오는 시간과 에너지를 저장·분석해서 석유가 매장되어 있는 땅속의 구조를 이미지화하는 것으로, 해상과 육지에서의 작업 형태가 조금 다르다.

먼저 해상에서의 탐사 기술에 대해 살펴보자. 바다에서는 석유 탐사를 진행할 탐사선의 에어건이 송신원 역할을 하게 된다. 에어건은 바다 밑으로 음파 발생기를 이용해 수초에 한 번씩 일정한 간격으로 파열음을 발생시킨다. 에어건이 발생시킨 파열음을 4~10km 길이에 형성된 수많은 하이드로폰, 즉 수신원이 지하에서 반사되어 오는 신호를 받아 에너지를 측정하고 분석하게 된다. 탐사선은 한두 달가량 탐사 지역을 수없이 반복해서 돌며 이 작업을 진행한다.

그럼 육상에서의 작업은 어떨까? 육상은 해상보다 조금 더 복잡하고 시간도 더 걸린다. 육지에서는 사막지대에 석유가 매장되어있을 확률이 높다. 따라서 사막지대 탐사 지역의 유망 구조에 지오폰이라 불리는 수신기를 일일이 땅속에 심어야 한다. 바이브로사이즈라고 하는 송신원이 땅을 땅땅 때려 탄성파를 발생시키면 지오폰(수신원)이 그 파를 받게 된다. 이때 발생한 파와 관련한 모든 정보는 이동식 장비에 저장되어 지하구조를 예상하게 되는 것이다.

이렇게 석유가 매장되어 있는 지하 구조의 모습이 어느 정도 그려지면 직접 땅속을 굴착해서 정밀한 판단을 하고 핵심적인 정보를 수집할 수 있게 된다. 이 과정에는 시추시료채취, 물리검층, 산출시험 등이 있다. 유망한 구조가 예상되는 한 지점에 ‘well’이라 불리는 시추공을 뚫고 그 구멍 안에 측정 장비를 투입하는 것이다. 이 장비는 지층에서 자연적으로 발생하는 다양한 물리 현상이나 암석의 종류, 땅속의 밀도 등을 기록한다. 이 기록들을 분석하면 석유가 얼마나 매장되어 있고 저류암 속에서 잘 흘러갈 수 있는지, 석유의 질이 얼마나 좋은지 판단할 수 있다. 즉, 하나의 시추공이 앞으로 이 구조에서 나올 석유의 모든 것을 말해준다고 할 수 있는 것이다.

이번 호에서는 탐사 단계에서 필요한 탄성파 탐사와 시추공 자료 취득 및 분석 기술에 대해 살펴봤다. 앞서 살펴본 기술을 쉽게 설명하자면, 땅속으로 신호를 보내고 그 신호가 보내는 복잡한 암호들을 똑똑하게 잘 풀어서 석유가 있는 지점을 찾는 것이라고 할 수 있는데, 이러한 기술들을 통해 석유가 실제로 얼마나 매장되어 있는지 확인할 수 있는 것이다. 이 과정이 마무리되면 엄청난 자료를 토대로 개발 단계로 넘어갈 수 있게 된다. 다음 호에서는 개발 단계에서 활용되는 석유개발 기술에 대해 알아보도록 하자.

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