특히 우리나라는 세 계 5위의 석유 수입국이자 7위의 소비국으로 석유 자원 부 족 사태에 대한 대응력이 산유국들에 비해 크게 떨어지는 게 사실이다. 이와 관련해 기존 유전들의 원유 채굴량을 대폭 증진시 킬 수 있는 석유회수증진 기술이 각국의 주목을 받고 있다.
지금까지는 유전에 매장된 원유 중 많은 양이 기술적 한계로 채굴되지 못했는데 이러한 잔여 원유를 회수하면 추가적 유 전개발 없이도 석유 가채연수를 늘릴 수 있기 때문이다. 한국지질자원연구원 석유해저자원연구본부의 김현태 박사팀은 바로 이 점에 주목하고 지난해부터 석유회수증진 기술의 상용화 연구에 본격 착수했다.
김 박사팀은 미생물 또는 나노입자를 유전 저류층의 공극(孔隙)에 주입하는 방 식의 기술을 개발하고 있다. 김 박사는 "기존 원유 생산은 최대 3차의 회수공정을 거 치는데 이렇게 해도 전체 매장량의 약 25% 정도만 채굴되 는 실정"이라며 "미생물·나노입자 주입형 석유회수증진 기 술이 적용되면 채굴량을 이보다 5~10% 더 늘릴 수 있을 것 으로 전망된다"고 말했다.
김 박사는 또 "이 기술은 선진국 과의 기술격차가 크지 않아 원천기술 확보 가능성도 매우 높다"고 덧붙였다. 이 중 미생물 이용 기술은 박테리아 등 특정 기능을 가진 생화학적 혼합물을 저류층에 주입, 미생물의 활동을 통 해 원유 생산 방해요소들을 제거하는 메커니즘이다.
미생 물들이 배출한 이산화탄소·메탄가스 등이 원유에 용해돼 점도의 저하나 팽창을 유발하면서 원유의 유동성을 높여 채굴량을 늘리는 것. 이 기술을 처음 개발한 미국 루카 테 크놀러지스가 현재 와이오밍주 파우더강 유역에서 파일럿 플랜트 건설을 추진하고 있다.
또한 나노입자 기술은 1~100㎚ 이하의 나노입자를 저류 층 공극에 주입, 저류층의 물성을 변화시켜 산출량을 증대 시키는 방식이다. 맞춤형 나노센서를 통해 유전 주변의 유 체 거동을 파악해 미래 생산량을 예측하는 한편 나노입자 주입으로 생산효율까지 높일 수 있다.
미국 텍사스대 오스틴 캠퍼스 연구팀, 캐나다 캘거리대 연구팀이 각각 나노기술을 이용해 잔류오일 탐지, 초중질유의 점도 감소에 따른 생산 성 증진 연구를 하고 있다.
이들보다는 늦었지만 김 박사팀은 원천기술 개발 3년, 파일럿 시험 연구 3년, 현장 적용 및 산업화 4년 등 총 10년 에 걸친 연구개발(R&D) 로드맵을 수립하고 국내외 유관기 관과 협력을 강화하는 등 연구역량을 집중하고 있다.
미생 물 배양, 나노 유체기술 등의 원천기술은 생명공학연구원· 텍사스대학·캔사스대학과의 공동연구를 통해 확보할 계획 이다. 김 박사는 "향후 기술개발이 완료되면 극지·오지와 같은 극한지역의 석유자원과 오일샌드를 포함한 차세대 석유 공 급기지의 선점이 가능해 질 것"이라고 강조했다.
대덕=구본혁기자 nbgkoo@sed.co.kr
