VAPEX(Vapour Extraction)

VAPEX 방식은 SAGD와 유사하게 2개의 시추정을 사용하며 주입

정에서 프로판 또는 부탄과 같은 탄화수소 용매를 주입하고, 생산정에 서는 [그림 4]에서와 같이 주입정으로부터 확산된 솔벤트가 통로를 만 들어 비투멘과 접촉하는 mixing zone에서 비투멘을 희석시킨다. 점성 이 낮아져 유동성이 생긴 비투멘은 중력에 의해 하부로 이동하고 생 산정에서 펌프 등을 이용해 지표면으로 가스, 솔벤트와 함께 생산해 내게 된다.

스팀주입법의 문제인 다량의 물 사용과 스팀을 만들기 위해 사용하 는 천연가스로 인한 온실가스 방출 등을 해결하기 위해 스팀 대신에 탄화수소를 주입하여 점성도를 낮추어 오일샌드를 생산하는 방법으로

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고안되었다. 또한 낮은 주입압력과 온도로 인해 상대적으로 에너지 효 율성이 높기 때문에 SAGD 방법에 비해 시설 및 운영비용이 적게 든 다. 현재까지 현장 시험 사업에서 오일샌드를 성공적으로 생산해내지 못했는데 솔벤트가 원하는 곳으로 이동하지 않고 생산구역 밖으로 손 실되며 저류층 내에서도 확산이 잘 일어나지 않아 경제적 생산이 불 가능했기 때문이다. 오일샌드 보다는 중질유에 적용하면 효과적일 것 으로 보인다.

[צᆪ4] VAPEX ኖ᫋ல

자료: 앨버타 에너지연구소 세미나자료

4) 확장용매 스팀주입중력회수법(ES-SAGD: Expanding Solvent-SAGD)

ES-SAGD 기법은 스팀주입의 효과와 탄화수소 희석 효과를 동시에

이용하기 위해 소량의 탄화수소 용매를 스팀과 혼합하여 주입함으로

써 SAGD의 스팀 효과와 용매주입법(VAPEX)의 희석 효과를 함께 이

용하여 열효율을 높일 수 있는 회수 방법이다. 스팀과 솔벤트 혼합 주 입을 이용한 모든 회수기법을 하이브리드 스팀-솔벤트 회수법(Hybrid

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Steam-Solvent Process)이라 칭하며 주입되는 솔벤트의 종류에 따라서 다양한 명칭으로 불린다. Cenovus사에서는 솔벤트와 스팀의 장점을 결합하여 비투멘을 회수하는 방법으로 SAGD 프로젝트에 부탄을 함께 주입하는 방법을 이용하였는데 이를 SAP(Solvent Aided Production)기 법이라 한다. 그러나 이는 솔벤트를 스팀과 일정한 비율로 주입할 때 솔벤트의 열역학적 에너지를 유지해야 하는 단점이 있다(Gupta and Gittins(1999)). 대부분의 솔벤트 혼합주입은 SAGD 기법에 주로 응용 되었는데 Imperial Oil사에서는 콜드 레이크의 CSS 기법에 액체상 태의 솔벤트를 스팀에 첨가 주입하여 생산량을 높이는 효과를 가져 왔다.

5) 지하연소법(In-situ Combustion)

지하연소법은 산소(공기)를 주입하여 저류층의 원유 일부를 지하에 서 연소시켜 이동 연소전선을 생성하고 코크(Coke)와 액체탄화수소를 분리하여 비투멘을 회수하는 방법이다. 이 방식은 에너지를 저류층 내 에서 자체 조달하면서 저류층 상태에서 부분 개질된 원유를 생산하여 지표에서 수행될 개질과정 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 또한 지표에서 스팀을 만들기 위한 여러 시설(보일러설비, 보일러 수 처리 설비)이 필요 없어 사용하는 지표 면적도 크게 감소된다.

THAI(Toe-to-Heel Air Injection)기법은 오일샌드에서 연소법을 이 용하여 비투멘을 생산하기 위해 만들어진 지하연소기법으로 오직 공 기만을 주입하여 비투멘을 생산하기 때문에 스팀을 사용하는 것보다 비용 효율적이며 80%의 높은 회수율을 보인다. 또한 물을 적게 사용 하여 환경에 미치는 영향이 적으며 매우 다양한 저류층 조건 하에서

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적용이 가능하다. 그러나 이 방법은 저류층에서의 연소 방향을 조절하 기 힘들고 저류층에 남아있는 연소가스로 효율이 감소할 수 있으며, 고온으로 인한 생산정 부식 등의 단점이 있다. 2005년 이후 캐나다 Petrobank사가 현장 규모의 시험 생산을 진행 중이며 상업적 생산을 위한 계획을 수립중이다.

[צᆪ5] THAI ኖ᫋ல

자료: Petrobank Energy