국내 석유자원량 분류체계의 표준화
성원모1)· 김세준2)· 이근상3)· 임종세4)*
Korean Petroleum Resources Classification System
Wonmo Sung, Se-Joon Kim, Kun Sang Lee and Jong-Se Lim
*요 약 : 이 논문에서는 한국지구시스템공학회 주관 하에 산･학･연･관 전문가들로 구성한 위원회에서 국내외 관련 문헌의 조사‧분석과 수차례의 걸친 의견수렴을 통해 합의･도출된 국내 표준 석유(Petroleum) 매장량 정의 및 분류체계를 제시하고자 한다. 석유 매장량의 명확한 기준과 정의를 도출하여 국내 산업계에서 적용상의 오용 과 이에 따른 사회적 혼란을 최소화하고자 하였으며, 기존 국문 용어 및 분류체계와도 큰 혼동이 발생되지 않도 록 하였다. 전 세계적으로 합의되어 보편적으로 통용되고 있는 2007년도 ‘석유자원관리체계(Petroleum Resources Management System; PRMS)’를 기본으로 하여, 국문 표준 석유자원량 분류체계를 마련하였다. 석유자원의 양에 대한 명칭은 크게 ‘부존량’(Initially in-place), ‘자원량’(Resources), ‘매장량’(Reserves)으로 구분하였고, 석유자원 량은 세부적으로 시추에 의한 석유 발견 여부에 따라 미발견 시 ‘탐사자원량’(Prospective Resources)으로, 발견된 이후 ‘발견잠재자원량’(Contingent Resources)으로 분류되며, 상업성이 확보된 경우에만 ‘매장량‘ 등급이 된다.
상업성이 확보되지 않은 경우에는 ’매장량‘이라는 용어를 사용할 수 없다. 이 논문에서 제시한 국내 표준 매장량 정의 및 분류체계(국문 용어 포함)는 정부기관 및 관련 부처 뿐 아니라, 국내 산업계, 학계, 연구기관에서 일관성 있게 공동 사용하고자 하는 기준 체계이며, 향후 국내외 환경변화에 따라 필요할 경우 보완, 개편 작업이 이루어 질 것으로 기대한다.
주요어 : 석유매장량, 탐사자원량, 발견잠재자원량, 분류체계
2009년 6월 22일 접수, 2009년 7월 23일 채택 1) 한양대학교 자원환경공학과
2) 한국지질자원연구원 석유해저연구본부 3) 경기대학교 환경에너지시스템공학과 4) 한국해양대학교 에너지자원공학과
*Corresponding Author(임종세) E-mail; [email protected]
Address; Dept. of Energy and Resources Eng. Korea Maritime Univ. Busan, 606-791, Korea
서 론
국내에서 석유자원량(또는 매장량) 정의 및 분류체계 에 대해 지금까지 발표된 사례는 매우 적고(류상수 등, 2000;
임종세와 김지영, 2001; 김성훈, 2008; 허대기, 2009), 금융 감독원(2008)의 유전(가스)개발사업 모범공시기준에 포 함된 내용이 정부 기관의 자료로는 유일하다. 그러나 국 문용어를 포함하여 관련분야 교육기관 및 전문 연구기 관, 산업체, 정부 관련부처 간의 모든 합의를 거쳐 마련 된 규정과 기준은 현재까지 없었다. 최근 국내기업의 석 유개발이 국내외적으로 활성화되면서, 국내 석유･천연 가스 개발 업계의 석유자원 매장량 용어와 정의에 대한
이해 부족, 의도적 용어 오용, 자의적 번역에 따른 혼란 초래와, 국내 석유․가스개발 참여기업들의 서방 및 독립 국가연합(Commonwealth of Independent States; CIS) 국가들의 매장량 분류체계의 혼선에 따른 사업성 분석 시 오류 초래 등을 방지할 수 있는 국내 평가 기준의 표 준화 도출이 필요하다.
이를 위해 지식경제부 에너지자원정책연구사업의 일 환으로 한국지구시스템공학회 주관 하에 국내 석유자원 량 분류체계 표준화 연구를 추진하였다(지식경제부, 2009;
김세준과 이근상, 2009). 산･학･연･관의 합의된 표준화안 도출과 효과적인 추진을 위해, 석유자원개발사업을 주관 하는 정부 부처인 지식경제부와 관련 지원업무를 담당하 는 해외자원개발협회, 관련기업의 공시 감독･관리 업무 를 수행하는 금융감독원, 석유개발사업 참여 공기업인 한국석유공사와 한국가스공사, SK에너지와 GS칼텍스 등 의 민간기업, 대학 및 연구소의 전문가들로 연구기획단을 구성하였다. 연구기획단은 전체 사업내용의 결정과 종합 조정을 담당하는 기획위원회와 표준화 실무 작업을 수행 하는 분과위원회로 구성하였고, 각 수행과정에서 기술적 의견과 자문을 담당하는 자문위원과 자문기관으로 한국 총 설
Fig. 1. 석유자원량 대분류체계 석유공사 석유개발연구원 기술평가실을 선정하였다.
이 연구를 통해 매장량, 분류(등급) 체계에 대한 범위 및 정의를 규정(국문용어 포함)하고 유･가스전 개발사업 의 탐사, 개발, 생산단계를 규정하는 지침을 제시하고자 하였다. 또한 CIS 국가를 포함한 석유자원 보유국의 분 류체계 비교표를 제시하였다. 국내 표준 매장량 분류체 계는 단순하고 명확한 기준과 정의를 도출하여 적용상의 오용과 혼란을 최소화하고자 하였으며, 아울러 정부기 관, 국내 산업계, 학계 및 연구기관 등에서 사용해 왔던 기존 국문 용어 및 분류체계와도 큰 혼동이 발생되지 않 도록 노력하였다.
매장량 정의 및 분류체계는 석유자원 보유국 뿐 아니 라 전 세계적으로 석유개발산업 분야에서 상호 이해소통 수준이 매우 높고 오랜 기간 동안 합의되어 보편적으로 통용되고 있는 서방측 분류체계를 기본적으로 수용하였 다(SPE, 2001, 2005, 2006, 2007; SPEE, 2007; Etherington and Ritter, 2007). 서방측 분류체계는 세계석유공학회(So- ciety of Petroleum Engineers; SPE), 세계석유회의(World Petroleum Council; WPC), 미국석유지질학회(American Association of Petroleum Geologists; AAPG) 및 석유자 원평가학회(Society of Petroleum Evaluation Engineers;
SPEE)에서 공동으로 개정 제안한 2007년도 “석유자원관 리체계(Petroleum Resources Management System (PRMS)”
(SPE, 2007)이며, 미국 증권거래위원회(Securities and Ex- change Commission; SEC)에서도 2010년 회계연도부터 수용하기로 결정한 분류체계이다(Parashall, 2009).
이 연구에서는 매장량 정의 및 분류체계와 관련된 지 질학적, 공학적 기술 분야만을 다루고 있으며, 사업단계 별 또는 등급별 위험도(risk)를 고려한 회수율이나 회수 효율은 포함하고 있지 않는다. 또한 사업체의 자산 가치 평가 시 고려가 되는 기준 지분 비율과 관련된 사항 (Working interest, Entitlement, Net revenue interest 등) 도 포함하지 않았다.
석유자원량 분류체계의 표준화
분류체계
대분류체계에 의해 석유자원량(Petroleum Resources) 은 사업(또는 프로젝트)을 중심으로 하여 크게 매장량(Re- serves), 발견잠재자원량(Contingent Resources), 탐사자원 량(Prospective Resources)의 세 종류로 분류한다(Fig. 1).
발견잠재자원량과 탐사자원량은 시추에 의한 석유의 발견(Discovered) 여부로 구분한다. 발견이라 함은 실제 시추작업을 통해 지표로 분출된 석유 또는 표본추출을 통해 유동 석유의 존재가 확인됨을 의미한다. 시추를 통
해 발견된 석유자원량은 발견잠재자원량 또는 매장량의 범주에 포함시킬 수 있으나 시추이전의 미발견상태의 석 유자원량은 탐사자원량으로 정의한다. 발견잠재자원량 과 매장량은 시추로 석유가 발견된 상태에서 상업성(Com- merciality) 여부로 구분하며, 특정시점의 기술 및 경제 적 관점에서 상업성이 인정된 경우만 매장량으로 평가할 수 있다. 상업적이라 함은 합리적인 기간 내에 개발되어 생산 가능한 것을 의미한다.
석유자원량의 세부분류는 특정시점의 사용가능한 정 보에 대한 불확실성 정도, 상업성 증대에 따른 사업성숙 도에 따라 Fig. 2와 같이 분류한다.
분류체계 기본용어 정의
석유자원량 세부분류에 사용된 기본용어의 정의는 다 음과 같다.
석유(Petroleum)는 자연적으로 발생한 기체, 액체, 고 체상의 탄화수소로 구성된 혼합물로 이산화탄소, 질소, 황화수소, 황과 같은 비탄화수소도 포함한다.
석유자원량(Resources)은 이미 생산된 양을 포함하여 지구의 표면이나 내부에서 자연적으로 발생한, 시추를 통해 발견되거나 발견되지 않은(회수 가능하거나 회수 불가능한) 석유의 총량이다.
원시부존량(Petroleum initially in place, PIIP)은 자연 적으로 발생한 탄화수소 집적구조 내에 본래부터 존재하 는 것으로 평가되는 석유의 양으로 생산 이전의 알려진 탄화수소 집적구조에 포함되어 있을 것으로 평가되는 석 유의 양과 아직 발견되지 않은 탄화수소 집적구조에 포 함되어 있을 것으로 평가되는 석유 양의 합이다.
발견원시부존량(Discovered petroleum initially in place)
Fig. 2. 석유자원량 세부분류체계도
은 생산 이전의 알려진 탄화수소 집적구조에 포함되어 있을 것으로 평가되는 석유의 양이며, 미발견원시부존량 (Undiscovered petroleum initially in place)은 특정 시점 에서 아직 발견되지 않은 탄화수소 집적구조에 포함되어 있을 것으로 평가되는 석유의 양이다.
생산량(Production)은 실제로 회수된 석유의 누적량 이다.
회수불능(Unrecoverable)발견/미발견부존량은 특정시 점에서 발견되거나 또는 발견되지 않은 원시부존량 중 회수할 수 없다고 평가된 석유의 양으로, 회수불능발견/
미발견부존량 중 일부는 상업 환경의 변화 또는 기술 개 발을 통해 미래에 회수 가능할 수도 있지만, 일부는 유체 와 저류암 표면의 상호작용에 의한 물리/화학적 제한 때 문에 회수할 수 없을 것으로 평가된다.
불확실성 정도(Range of Uncertainty)는 분류체계의 가로축에 해당하며, 회수 가능하거나 잠재적으로 회수 가능한 양의 범위이다. 회수 가능한 평가량은 결정론적 방법이나 확률론적 방법에 의해 결정한다.
상업성 증대(Increasing Chance of Commerciality)는 분류체계의 세로축에 해당하며, 사업이 개발되어 상업적 인 생산 상태에 이를 것이라는 가능성이다.
매장량(Reserves)의 정의
매장량은 확인된 탄화수소 집적구조에서 개발 사업(프 로젝트)에 의해 특정 시점의 상업적 회수가 가능할 것으 로 기대되는 석유자원량(상업성이 확보되지 않은 경우 에는 ‘매장량’이라는 용어를 사용할 수 없음)이며, 시추 에 의해 ‘발견’되었고, 기술적으로 ‘회수가능’하고, 시장 환경 및 사업 측면에서 ‘상업적’이며, 사업 개시 시점에 서 ‘생산되지 않고 저류층에 잔존’하는 4가지 조건을 반 드시 모두 만족한 석유의 양을 말한다.
참고로, 상업성 판단기준은 다음과 같다.
① 개발을 위한 합리적인 시간계획표를 뒷받침하는 증거
② 세부적인 투자 및 운영기준을 만족하는 개발계획 의 미래 경제성에 대한 합리적인 평가
③ 개발을 보장하기 위해 요구되는 생산량의 기대매 출(최소) 또는 모든 생산량에 대한 시장이 존재 할 것이라는 합리적인 기대
④ 필요한 생산과 수송설비가 사용가능하거나 가능해 질 수 있다는 증거, 평가시점에서 법적, 계약상의 환경과 기타 사회･경제적 제반 사항이 생산사업을 실제 수행하는데 결정적 제한이 안 된다는 증거
⑤ 현재의 허가기간(Duration of licence)이 만료하는
Table 1. 매장량의 세부분류
구분 일반적 정의 지침
확인 (Proved)
매장량
지질학적 및 공학적 자료의 평 가 결과, 현재의 경제적 조건, 운영방법, 국가의 법체계 하에 서 상업적으로 회수가능할 것 이 합리적으로 확실시되는 평 가량
･ 확인매장량으로 간주되는 저류층 영역
① 시추에 의해 윤곽이 파악되고 유체경계면들(fluid contacts)에 의해 정의 될 수 있는 영역
② 시추는 되지 않았으나, 확인된 저류층의 연장(연속)으로 판단할 수 있는 합리적 근거와 상업적 생산이 가능하다는 지질학적, 공학적 자료가 있는 현 확인된 저류층의 인접지역
･ 유체경계면 자료가 없을 때에는, 기타 명확한 지질학적, 공학적 또는 생산 이력 자료가 제시되지 못할 경우, 시추를 통해 파악된 최저탄화수소확인 지점(Lowest Known Hydrocarbon, LKH)에 의해 확인매장량 영역이 제 한됨. 여기서 명확한 자료로는 유체압력구배 분석치, 탄성파 지시자 등이 포함됨. 탄성파 자료만으로는 유체간 경계를 파악할 수 없음
･ 결정론적 방법을 사용할 경우, 평가량의 높은 신뢰수준을 뒷받침할 합리적 확실성이 있음
확률론적 방법을 사용할 경우, 실제 회수량이 평가량과 같거나 더 높을 확률이 적어도 90% 이상임
추정 (Probable)
매장량
지질학적 및 공학적 자료의 평 가 결과, 회수가능성이 확인매 장량보다는 낮으나, 가능매장 량보다는 높은 추가 평가량
･ 추정매장량 영역은, 확인된 저류층의 인접지역이지만, 가용정보의 확실성 이 떨어지고 저류층의 연속성을 인정할 만한 신뢰기준에 미치지 못하는 영역
･ 실제 남은 회수량이 확인매장량과 추정매장량의 합(2P)보다 클 확률과 작을 확률이 서로 같음
확률론적 방법으로는, 실제 회수량이 2P보다 크거나 같을 확률이 50%
이상임
가능 (Possible)
매장량
지질학적 및 공학적 자료의 평 가결과, 회수가능성이 추정매 장량보다 낮은 추가 평가량
･ 가능매장량 영역은, 추정매장량 영역의 인접지역이지만 가용정보의 불확 실성이 큼
통상적으로, 프로젝트에 의해 상업적 생산이 가능한 면적과 두께의 경계 (한계)를 파악할 수 없음
･ 총 회수량이 매장량의 최대 평가량인 확인매장량, 추정매장량, 가능매장량 의 합(3P)보다 클 확률이 낮음
확률론적 방법으로는, 실제 회수량이 3P보다 크거나 같을 확률이 10%
이상임 경우, 개발권자(License holder)가 현 허가권을 갱 신하는 권한을 가지고 있고 허가권을 갱신해왔던 이력을 명확하게 증명하기 전에는 회수 가능한 것 으로 평가할 수 없음
확실성에 따른 매장량은 확인(Proved), 추정(Probable), 가능(Possible) 매장량으로 세부 분류한다(Table 1).
매장량 산정 시 활용하는 1P, 2P, 3P에 대한 정의는 다음과 같다.
①1P: 확인매장량과 동일. 매장량의 최소 평가량
②2P: 확인매장량과 추정매장량의 합. 매장량의 최적 평가량
②3P: 확인매장량, 추정매장량, 가능매장량의 합. 매
장량의 최대 평가량
개발여부에 따른 매장량 상태(Reserves Status)를 분류 하며, 개발계획 하에서 유정(well) 및 관련 시설의 운영 상태와 향후 자본투자를 기준으로 ‘개발’(Developed), ‘미 개발’(Undeveloped) 매장량으로 구분한다(Table 2).
통상 개발과 미개발의 분류는 확인매장량에 대해서만 적용하여 왔으나, 프로젝트 운영에 있어 개발과 생산 상 태가 매우 중요하므로 위의 기준의 개발/미개발 개념을 매장량의 모든 범위(확인, 추정, 가능)에 적용할 수 있다.
일반적으로 PDP(Proved Developed Producing), PDNP (Proved Developed Non-Producing), PUD(Proved Undevel- oped)는 개발과 미개발의 개념을 확인매장량에 대해서 만 적용했을 때 통용되는 용어이다.
Table 2. 개발여부에 따른 매장량 상태의 세부분류
구분 일반적 정의 지침
개발 (Developed)
매장량
기존의 유정(well) 및 시설을 이용하여 회수 가능할 것으로 기대되는 양
･ 매장량은 생산에 필요한 시설과 장비가 모두 갖추어진 이후이거나, 또는 개발생산을 위한 추가 비용이 신규 유정을 시추하는 비용보다 적은 규모 에서 이루어질 때 ‘개발’된 것으로 간주함
･ 필요한 유정과 시설이 완비되어 있지 않을 경우, 해당 매장량은 ‘미개발’
범주로 평가됨
･ 개발매장량은 생산(Producing) 또는 미생산(Non-Producing)으로 세부 분류함
개발생산 (Developed Producing) 매장량
평가시점에서, 개정(open) 상 태이며, 생산중인 완결구간에 서 회수 가능할 것으로 기대되 는 양
･ 회수개선에 의한 매장량(Improved Recovery Reserves)은 실제 회수개 선작업이 진행 중일 경우에만 ‘생산’으로 간주함
개발미생산 (Developed Non-Producing)
매장량
평가시점에서, 폐정(shut-in)이 나 완결 또는 재완결이 필요한 유정에서(behind-pipe) 향후 회 수 가능할 것으로 기대되는 양
･ 폐정매장량(Shut-in Reserves) 해당 경우
① 평가시점에서 완결구간이 열려있지만(open), 아직 생산 개시가 안 된 경우
② 시장 여건이나 파이프라인 연결 작업 등 때문에 일시 폐정된 경우 ③ 기계적 문제 때문에 생산을 못하고 있는 경우
･ 미완결정 매장량(Behind-pipe Reserves) 해당 경우
: 생산개시를 위해 추가적인 완결작업이 필요하거나, 향후 재완결이 필요한 경우
･ 모든 경우, 신규 유정 시추비보다 저렴한 비용으로 생산 개시 또는 재개가 이루어질 수 있음
미개발 (Undeveloped)
매장량
향후 추가비용이 소요되는 시 설을 통해 회수 가능할 것으로 기대되는 양
･ 미개발매장량 해당 경우
① 미시추지역에서 신규 유정을 시추해야 하는 경우
② 기존 유정을 이미 알려진 다른 저류층으로 심부 추가 시추해야 하는 경우
③ 증산을 위해 기존 생산정간 시추(infill well)를 해야 하는 경우 ④ 신규 시추공 비용 이상의 추가 비용이 소요되는 경우 - 기존 유정의 재완결
- 생산 또는 수송 시설 설치 등
발견잠재자원량(Contingent Resources)의 정의 특정시점에서 시추를 통해 확인된 탄화수소 집적구조 로부터 잠재적으로 회수 가능하다고 평가되나, 적용된 사업이 하나 이상의 요인에 의해 상업적 개발에 도달하 기에는 아직 충분히 성숙되지 않은 것으로 고려되는 석 유의 양이다(상업성이 확보되지 않은 경우에는 ‘매장량’
이라는 용어를 사용할 수 없음).
생산 가능하지만 판매시장을 확보하지 못한 사업, 현 기술로 상업성이 확보되지 못한 사업, 탄화수소 집적구 조에 대한 평가가 상업성을 명확히 판단하기에 불충분한 사업 등으로, 평가의 확실성에 따라 1C, 2C, 3C 범주로 나누며, 경제상황과 사업성숙도에 따라 세분화한다.
발견잠재자원량의 세부분류는 다음과 같다.
① 1C : 발견잠재자원량의 최소 평가량
② 2C : 발견잠재자원량의 최적 평가량
③ 3C : 발견잠재자원량의 최대 평가량
탐사자원량(Prospective resources)의 정의 아직 발견되지 않은 탄화수소 집적구조로부터 잠재적 으로 회수 가능할 것으로 기대되는 석유의 양으로 발견 의 가능성과 개발의 가능성을 모두 포함하고 있다. 발견 및 개발을 가정하였을 경우, 회수 가능한 양에 대한 평가 의 확실성에 의해 나누어지며 사업성숙도에 따라 세분화 한다.
탐사자원량의 세부분류는 다음과 같다.
① 최소(Low Estimate)
프로젝트에 의해 실제로 회수될 것으로 기대되는 양에 대한 보수적 평가량으로 확률론적 방법에서 실 제 회수될 것으로 기대되는 양이 평가량 이상일 확률 이 적어도 90%(P90)이다.
② 최적(Best Estimate)
프로젝트에 의해 실제로 회수될 것으로 기대되는 양의 최적 평가량으로, 확률론적 방법에서 실제 회수 될 것으로 기대되는 양이 평가량 이상일 확률이 적어 도 50%(P50)이다.
③ 최대(High Estimate)
프로젝트에 의해 실제로 회수될 것으로 기대되는 양에 대한 낙관적 평가량으로, 확률론적 방법에서 실 제 회수될 것으로 기대되는 양이 평가량 이상일 확률 이 적어도 10%(P10)이다.
사업성숙도에 따른 분류
발견되었고 상업성 확보 단계는 다음과 같다.
① 생산중(On production) ; 생산사업
현재 석유를 생산하고 시장에 석유를 판매하여 수 입을 얻고 있다.
② 개발승인(Approved for development) ; 개발사업 개발에 필요한 모든 승인이 이루어졌고 자본금이 명확하며, 개발 프로젝트가 진행 중에 있으며, 규제 인 가 또는 판매 계약의 미결제와 같은 잠재요인의 영향 을 받아서는 안 된다. 예상 자본 지출은 사업주체의 현 재 또는 다음 해 보고의 승인 예산에 포함되어야 한다.
③ 개발타당(Justified for development) ; 개발사업 평가보고 시점에서 합리적으로 예측된 상업 조건에 근거하여 개발사업의 타당성이 인정되고, 필요한 모든 승인/계약이 이루어질 것이라는 합리적인 기대가 있으 며(보고 시점은 향후 가격, 비용 등에 대한 가정과 프 로젝트의 구체적인 상황에 대한 사업주체의 보고에 근 거를 둠), 상업적 평가를 뒷받침할 만한 충분히 구체적 인 개발 계획이 있어야 하며, 프로젝트의 수행 전에 필 요한 규제 승인 또는 판매 계약이 곧 진행될 것이라는 합리적인 예측이 있어야 한다. 일정한 기간 내에 진행 되는 개발을 방해할 수 있는 알려진 잠재 요인은 없어 야 한다.
발견되었으나 상업성 미확보 단계는 다음과 같다.
① 개발대기/개발미결(Development pending) ; 탐사
사업
발견된 탄화수소 집적구조에 대해 예측 가능한 기 간 내에 상업적 개발의 타당성을 인정받기 위해서 사 업 수행이 진행 중에 있으며, 상업화 가능성을 확인하 고 적합한 개발 계획을 선택하기 위해 추가 자료(시추, 탄성파 자료 등)의 획득과 평가가 현재 진행되고 있다.
치명적인 잠재요인이 확인되고 적당한 기간 내에 문제 가 해결될 것으로 기대된다.
② 개발보류(Development unclarified or on hold) ; 탐 사사업
상업적 개발의 잠재적 가능성을 확인하기 위해 추 가적인 평가 활동이 요구되며, 상업적 개발에 대한 잠 재성이 있는 것으로 판단되나 상당한 외부 잠재요인이 제거될 때까지 추가적인 평가 활동이 보류된 상태. 예 측 가능한 기간 내에 치명적인 잠재요인이 제거될 것 이라는 합리적인 기대가 없는 경우 “개발불가/개발난 망”으로 프로젝트가 재분류될 수 있다.
③ 개발불가/개발난망(Development not viable) ; 탐사 사업
생산 잠재력의 한계 때문에 현재 개발하거나 추가 적으로 자료를 획득할 계획이 없는 발견된 탄화수소 집적구조이다.
미발견 단계는 다음과 같다.
① 유망구조(Prospect) ; 탐사사업
탄성파 자료 등에 의해 지질구조가 규명되어 있고 시추위치가 정의되어 있는 유망 탄화수소 집적구조와 관련된 프로젝트로, 발견여부에 대한 평가 및 발견을 가정했을 때 상업적 개발사업의 잠재적 회수량의 범위 를 평가한다.
② 잠재구조(Lead) ; 탐사사업
탄화수소 집적구조에 대해 거의 규명되어 있지 않 으며, 유망구조로 분류되기 위해 추가 자료의 획득과 평가가 요구되는 잠재 탄화수소 집적구조와 관련된 프 로젝트로, 추가 자료의 획득과 잠재구조에서 유망구조 로의 성숙도를 확인하기 위한 평가 작업에 치중한다.
발견여부에 대한 평가 및 발견을 가정했을 때의 잠재 적 회수량의 범위를 평가한다.
③ 플레이(Play) ; 탐사사업
잠재적인 유망구조의 전망성과 관련된 사업으로, 특 정한 잠재구조와 유망구조를 정의하기 위해 추가 자료
의 획득, 평가가 필요. 발견여부에 대한 상세한 평가 및 발견을 가정했을 때 가상의 개발계획에서의 잠재적 회수량의 범위를 평가한다.
‘등급 외’는 사업성숙도 분류에서 플레이(Play) 등급에 도 이르지 못하는 사업으로 조사 단계의 사업을 말한다.
사업별 석유자원량 분류
탐사사업
광구에서 석유자원의 부존을 확인하기 위해 수행되는 지질조사, 지구물리탐사, 지화학탐사, 탐사시추, 평가시추, 사업타당성 조사 등의 사업(상업적 생산에 도달되지 못 한 경우에 동일 광구 내에서 자원량 확보를 위한 탐사작 업을 포함)을 말한다.
탐사시추 이전은 시추를 통한 석유 발견이 이루어지지 못한 상태이므로 석유자원량은 ‘탐사자원량’으로 평가 한다. 사업성숙도에 따라 ‘등급 외’, ‘플레이’, ‘잠재구조’
단계에 해당한다. 탐사자원량은 불확실성의 정도에 따라
‘최소’, ‘최적’, ‘최대’로 평가되며, 평가방법으로는 유추 법과 확률론적 방법을 사용할 수 있으나 저류층 입력변 수에 대한 정확한 예측이 불가능하므로 결정론적 방법에 의한 석유자원량 평가는 타당하지 않다. 일반적으로 탐 사자원량의 대푯값으로 확률론적 방법의 평균값(Mean) 이 사용될 수 있고 P10, P50, P90 값을 병기한다.
탐사시추 이후의 경우는 시추로 석유가 발견되지 못하 였을 경우에도 ‘탐사자원량’으로 표현하며, 사업성숙도 에 따라 ‘유망구조’에 해당한다. 시추를 통해 석유가 발 견되었을 경우 ‘발견잠재자원량’으로 표현하며, 사업성 숙도에 따라 ‘개발대기/개발미결’, ‘개발보류’, ‘개발불가 /개발난망’ 단계에 해당한다. 발견잠재자원량으로 평가 할 경우에는 불확실성 정도에 따라 1C, 2C, 3C로 평가 한다. 평가시추를 포함한 공학적 분석을 통해 사업성숙 도 분류와 상업성이 입증된 경우에만 개발 또는 생산사 업으로 인정할 수 있으며, 평가방법으로는 용적법(결정 론적, 확률론적)이 대표적이다. 발견잠재자원량의 대푯 값으로 2C 값을 사용할 수 있고, 1C 값을 병기한다.
개발사업
석유의 부존이 확인된 광구 또는 개발단계에 있는 광구 의 권리 취득 및 지분을 매입하거나, 상업적 생산을 위한 생산시설과 부대시설 건설 등의 모든 사업을 말하며, 사업 성숙도에 따라 ‘개발승인’, ‘개발타당’ 단계에 해당한다.
불확실성 정도에 따라 ‘확인’, ‘추정’, ‘가능’ 매장량으 로 분류할 수 있으며, 평가방법으로는 용적법(결정론적,
확률론적), 저류층시뮬레이션법이 적용가능하다. 대푯값 으로 2P(확인+추정) 값을 사용할 수 있고, 1P(확인) 값 을 병기한다.
생산사업
운영권자 또는 비운영권자로서 경제적 생산단계에 있 는 광구의 권리취득 및 지분매입, 생산설비 건설, 추가 매장량 확보를 위한 시추 등의 사업을 말하며, 사업성숙 도 측면에서 ‘생산중’에 해당하는 단계이다. 누적생산량 과 함께 불확실성 정도에 따라 ‘확인’, ‘추정’, ‘가능’ 매 장량으로 분류할 수 있음. 평가방법으로는 용적법(결정 론적, 확률론적), 저류층시뮬레이션법, 감퇴곡선법, 물질 평형법이 적용 가능하다. 대푯값으로 2P(확인+추정) 값 을 사용할 수 있고, 1P(확인) 값을 병기한다. 경제적 생 산 측면에서 포기압력(Abandonment pressure)에 대한 고려가 필요하다.
석유자원량의 합산 기준
하나의 광구에 포함된 여러 유전의 매장량을 합산하거 나, 한 회사가 보유하고 있는 전체 석유자원량을 평가하 는 경우, 동일 부류(등급)끼리 각각 합산하여 계산하는 것을 원칙으로 한다.
석유자원량 평가방식
결정론적 방법(Deterministic Method)
지질, 지구물리 및 공학 자료와 경제적 조건을 바탕으 로 하나의 예측 값(a single estimate)을 산출하는 방법 으로, 자원량 산정에 필요한 저류층 입력변수들(면적, 두께, 공극율, 수포화율, 용적계수 등)의 가능한 범위 가 운데 평가자가 각각의 최적의 값 하나를 취하여 계산함 으로 단일 예측 값을 산출하는 방식이다. 계산방법으로 는 용적법, 물질평형법, 감퇴곡선법, 저류층시뮬레이션 법 등이 있다(류상수 등, 2000; 임종세와 김지영, 2001).
확률론적 방법(Probabilistic Method)
확률론적 방식은 자원량 산정에 필요한 저류층 입력변 수들(면적, 층후, 공극율, 수포화율, 용적계수 등)의 가능 한 모든 범위를 확률 분포로 나타내고, 확률적 의미를 가 질 만큼 여러 번 무작위로 각 변수 값을 추출하여 자원 량의 예상 분포범위와 이것의 확률을 계산하는 방식으로 탐사 초기 단계에서 주로 사용되는 방법이다.
확률론적 방식에 의해 계산한 자원 량은 각 자원 량 값에 따른 확률 분포를 반드시 같이 써주어야 하며, 일반 적으로 P10, P50, P90의 3가지 값과 평균값으로 수치를
Table 3. 석유자원량의 세부 평가방법
구 분 적용 단계 장점 단점
유추법 (Analogy)
사업초기 단계에 시추자료 등이 가용치 않을 때(이미 알려진 인
근 유전, 또는 저류층과의 비교) 최소한의 자료로 사업초기에 적용 할 수 있으며, 계산이 신 속함
입력자료(저류층 면적, 두께, 공극율, 수포화율, 용적계수 등)의 불확실성으로 오차범위 용적법 가 큼
(Volumetrics)
사업초기단계 물리탐사와 시추 자료 분석이 가능 할 때 물질평형법
(Material Balance Method)
생산 초기 이후의 저류층 - 원시부존량 계산 및 검증 - 저류층 연장 여부확인 - 자유가스 유무확인 - 지층수 유입 확인
암석물성에 대한 민감도가 작 고, 원시부존량, 매장량, 대수 층 유입량, 가스캡 계산이 용이
상대유체투과도에 민감하고, 저류층압력 등의 많은 입력 자 료가 필요함
저류층 시뮬레이션
(Reservoir Simulation)
최초생산단계부터 적용 가능
가장 정교한 방법으로 매장량 계산 뿐만 아니라 유전의 운영 최적화 등 광범위하게 활용
민감도가 큰 입력 자료가 불확 실한 경우 결과에 대한 위험도 가 큼
감쇄곡선법 (Decline Curve
Analysis)
생산이 감퇴되는 단계에 있는 저류층
저류층 특성 자료가 불필요하 고, 신속, 정확함.
생산 프로파일도 제공함.
생산실적자료가 필요하며, 생 산조건이 변할 경우 적용이 안 됨.
Table 4. 국제기구/학회 및 국가별 석유자원량 분류체계(허대기, 2009, 수정) Organization
Terms
International Organization Financial Institute Government
SPE-PRMS 2007 UNFC
2003
USA SEC 1978
UK SORP 2001
Canada CSA 2002
USA USBM/USGS
1980
Norway
Petroleum
Resources total PIIP total PIIP - - total PIIP -
total recoverable petroleum
resources
Discovered discovered PIIP discovered
PIIP - - discovered PIIP identified
resources discovered
Produced
commercial
production produced production
commercial
production
commercial
production cumulative production
historical production
Discovered Commercial
reserves reserves reserves reserves reserves reserves reserves
proved 111 proved proven
estimate
proved
estimate - -
probable 112 - probable
estimate
probable
estimate - -
possible 113 - - possible
estimate - -
Discovered Sub- commercial
sub-commercial
contingent (recoverable)
resources
12*
22*
31*, 32*
33*
- - sub-commercial
contingent resources
marginal reserves
contingent resources
Discovered Unrecoverable
(discovered) unrecoverable
341 342 343
- - (discovered)
unrecoverable
demonstrated sub-economic resources
-
Undiscovered undiscovered PIIP - - - undiscovered
PIIP
undiscovered
resources -
Undiscovered recoverable
prospective (recoverable)
resources
234
334 - - prospective
resources
hypothetical/
speculative
undiscovered resources
Undiscovered unrecoverable
(undiscovered)
unrecoverable 344 - - (undiscovered)
unrecoverable - -
Table 4. 국제기구/학회 및 국가별 석유자원량 분류체계(계속) Organization
Terms
Government
한국(2009) Russia China Indonesia Malaysia Thailand Vietnam
Petroleum
Resources total PIIP 원시부존량 total initial resources total PIIP total
resources resources resource petroleum resources
Discovered discovered PIIP
발견
원시부존량 geological reserves
discovered geological reserves(GR)
identified discovered discovered
resources discovered
Produced production 생산량 produced reserve -
demonstrated
-
ultimate recovery
cumulative production
cumulative
production produced
Discovered Commercial
reserves 매장량 recoverable reserves
measured geological reserves proved technically EUR
economic
measured reserves reserves
planned
proved 확인
reasonably assured(A) identified(B) estimated(C1)
- proved proved
probable 추정
inferred(C2) - probable probable
possible 가능 - possible possible
Discovered Sub- commercial
contingent resources
발견잠재 자원량
contingent recoverable reserves
sub-
economic indicated
potentialrecovery
proved
- improved
unproved
Discovered Unrecoverable
discovered unrecoverable
회수불능 발견부존량
unrecoverable
reserves residual inferred - unrecoverable
resources -
Undiscovered undiscovered PIIP
미발견
원시부존량 geological resources undiscovered
PIIP undiscovered undiscovered undiscovered
resources undiscovered
Undiscovered recoverable
prospective
resources 탐사자원량
recoverable resources:
- localized D1 - prospective D2 (in-place only) - predicted D3 (in-place only)
inprospects
recoverable
resources hypothetical
speculative recovery
- hypothetical
residual
speculative - speculative
unmapped
recoverable resources Undiscovered
unrecoverable
undiscovered unrecoverable
회수불능미 발견부존량
unrecoverable
resources residual - - - -
제시한다. 계산방법으로는 Monte-Carlo Simulation을 이 용한 용적법 등이 있다(임종세와 김지영, 2001).
세부 평가방법
석유자원량의 세부평가방법에 대한 적용단계와 방법 론적 특징은 Table 3과 같다.
국가별 석유자원량 분류체계 비교
석유자원 보유국 중심의 국가별 분류체계 및 국제기구, 국제학회에서 채택하고 있는 분류체계의 비교는 Table 4 와 같다. 서방측에서 국제적으로 통용되고 있는 분류체 계는 PRMS(SPE, 2007)이며, 러시아를 중심으로 CIS 국 가들에서 사용하고 있는 분류체계는 분류 정의의 차이로
인해 서방측 체계인 PRMS와 정확히 일치하지는 않는다 (Poroskun et. al., 2004; Silantiev, 2008).
신석유자원의 정의 및 특징
신석유자원의 정의
신석유자원(Unconventional Petroleum Resources)은 일반적인 석유자원과 비교하여 유체 유동능력이 떨어지 는 대량부존 석유기반 자원으로, 유형에 따라 상업화정 도가 결정된다(SPE, 2007). 일반적으로 대규모 연속체 로 부존이 확인되어 상대적으로 탐사 위험도는 작으나 회수 기술 및 생산성에 따라 경제성 확보 여부가 결정되 며, 향후 시장가격과 회수 기술 개발에 따라 상업적 가치 가 변동될 수 있다. 경제적, 기술적으로 상업화의 진행
Fig. 3. 신석유자원의 분류
여부에 따라 “현재 시장상황을 고려하였을 때 일반적으 로 학계와 산업계에서 상업적 생산을 인정하고 있는가”
에 따라 일반적인 석유자원과 구분한다.
현재 세계적으로 통용되는 신석유자원은 셰일가스, 치밀가스, 석탄층메탄가스, 오일샌드, 오일셰일, 중질유 등의 역청류, 가스하이드레이트 등이다(Haskett and Brown, 2005; SPE, 2007).
신석유자원의 상업성 판단은 시장 판매가격, 회수기술 의 난이도에 따라 두 조건 중 하나를 충족하거나 혹은 모두를 충족하여야 가능하다. 시장 판매가격과 회수기술의 난이도에 따라 Fig. 3과 같이 분류할 수 있다(Etherington and McDonald, 2004). 신석유자원은 석유자원에 비해 생 산비용이 고가이며, 회수기술의 난이도가 높은 편이다.
신석유자원량을 ‘매장량’으로 평가하기 위해서는 파일 럿 시험에 근거하여 상업성판단과 회수가능성이 입증되 어야 하며, 사업성숙도에 따라 ‘생산중’, ‘개발승인’, ‘개 발타당’의 경우 매장량으로 평가가 가능하다. 신석유자 원량은 일반적으로 궁극가채량(EUR, Expected Ultimate Recovery)과 혼용하여 사용한다.
신석유자원 개발사업의 특징
일반적인 석유자원과 비교하여 탐사위험도는 낮은 반 면 생산회수와 관련된 불확실성이 크다. 개발 이전의 분 석과정에서 일반적인 석유자원의 경우 탐사시추의 성공 률이 중요한 인자인 반면, 신석유자원의 경우 생산추이, 시추계획, 비용 등을 종합적으로 평가하여 개발여부를 결정한다. 일반적인 석유자원은 광권을 매입한 후 석유 부존여부를 탐사시추를 통해 확인하는 반면, 신석유자원 은 석유부존이 확인된 상태에서 발견잠재자원량 평가와 개발계획을 수립한 이후 석유부존지역의 일부 또는 전부 를 포함하는 광권을 매입하는 것이 일반적이다(Haskett and Brown, 2005). 일반적으로 탐사시추의 실패 위험성 이 낮고 인근 지역에서 생산중이거나 시추공의 생산 자
료가 존재할 가능성이 크므로 대상 지역에서 경험이나 기술력이 뛰어난 운영권자를 포함시킨 사업전개가 요구 된다.
결 언
석유자원의 국내 매장량 평가 기준 분류등급체계의 표준화에 따른 이해 제고를 통해 국가의 석유자원 관 리, 석유개발회사의 보유자산 관리 및 보고, 금융･증권 기관에 대한 석유개발투자자산의 공시 및 평가 등에 표 준 기준을 제시하여 오해 및 사회적 혼란 예방할 수 있 을 것이다. 또한 석유자원 개발사업의 국가자금 지원 시, 공정한 기준 적용으로 효율적인 자금 운영 도모하 며, CIS 국가를 포함한 석유자원 보유국 진출사업에서 적정 사업성 평가 제고와 자주개발 목표율 증진이 기대 된다.
이 연구를 통해 합의 도출된 국내 표준 매장량 정의 및 분류체계(국문 용어 포함)는 정부기관 및 관련 부처 뿐 아니라, 국내 산업계, 학계, 연구기관에서도 일관성 있게 공동 사용하고자 하는 기준 체계이며, 향후 국내외 환경변화에 따라 필요할 경우 보완, 개편 작업이 이루어 질 것으로 기대한다.
사 사
이 연구는 지식경제부 에너지자원정책연구사업인 “국 내 유･가스 매장량 평가 기준 표준화 연구”로 수행되었 습니다. 이에 감사드립니다.
참고문헌
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지식경제부, 2009, 국내 유·가스 매장량 평가 기준 표준화
성 원 모
현재 한양대학교 자원환경공학과 교수 (本 學會誌 第45券 第4号 參照)
이 근 상
현재 경기대학교 공과대학 환경에너지시스템공학과 부교수 (本 學會誌 第45券 第5号 參照)
임 종 세
현재 한국해양대학교 에너지자원공학과 교수 (本 學會誌 第45券 第6号 參照)
김 세 준
1987년 서울대학교 자원공학과 공학사 1989년 서울대학교 대학원 자원공학과
공학석사
1995년 서울대학교 대학원 자원공학과 공학박사
현재 한국지질자원연구원 석유해저연구본부 책임연구원 (E-mail: [email protected])
연구, (사)한국지구시스템공학회, 연구보고서, pp. 1-47.
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