고압, 고온 기술이 필요한 석유 및 가스 산업 :: 산업뉴스

지난주 월요일에 에너지 연구 회사인 더글라스-웨스트우드(Douglas-Westwood)사는 전세계의 탄화수소 수요 증가와 비용 증가에 직면하고 있는 탐사 및 생산 산업(Exploration & Production industry, E&P)이 고온, 고압의 저장지역들의 개발을 위한 기술적 도전에 직면하고 있다는 보고서를 발표하였다. 고압/극도의 고압(Extreme high pressure)은 일반적으로 10,000~20,000psi를 의미한다. 고온/극도의 고온(Extreme high temperature)은 일반적으로 300~400˚F (149-204 ˚C)의 온도 영역을 의미한다. 이 온도 및 압력 외의 영역은 초고압,고온(Ultra-HPHT) 영역으로 불리며 현재 기술의 절대적 한계로 인식되고 있다.

고압, 고온(HPHT) 문제들은 새롭지 않다. 슐룸베르거에서 발표되는 오일필드 리뷰(Oilfield Review)는 1998년과 2008년에 걸쳐서 HPHT 문제들을 조사하였다. 그러나 베이커 휴이스(Baker Hughes)의 연구팀은 2013년(Society of Petroleum Engineers (SPE) Annual Technical Conference and Exhibition)에 다시 이 문제를 거론하였다.

탄화수소 물질들에 대한 전세계의 수요 증가는 석유 및 가스 회사들이 보다 깊고 보다 뜨거운 저장 지역들을 탐사하도록 밀고 있다. 현재 HPHT 한계 이하에서 작동되는 설비의 조건들도 초고압고온(Ultra-HP/HT) 지역들에서도 작동시킬 수 있도록 요구하고 있다. 초고압고온 유정들은 현재 멕시코만에서 드릴로 뚫고 있는 중이다. 이 유정들 중의 많은 수가 30,000ft 이상의 깊이에 위치하고 있어 저장지의 압력과 온도가 30,000psi, 500°F에 도달하였다. 초고압고온 환경에서 성공적으로 작동하는 설비를 위해 반듯이 해결해야 할 기술적 과제들이 많은 상황이다.

HPHT 용어는 널리 이용되고 있지만 더글라스 웨스트우드사의 프랭크 라이트(Frank Wright)는 압력과 온도가 항상 일치하지는 않는다고 설명한다. 태국에 위치한 많은 유정들은 매우 높은 온도를 가지나 압력은 높지 않은 상태이다. 또한 HPHT는 역내 시장에 진출할 수 있는 가능성이 높음에도 불구하고 높은 가치의 역외 시장과 관련되어 진행된다.

HPHT 저장고들은 여러 가지 측면에서 새로운 기술을 요구하고 있으며 다음과 같은 예가 있다.
- 고압 저장지들의 드릴링은 과중량 드릴 파이프(heavyweight drill pipe, HWDP)를 필요로 한다. HWDP는 오래된 유정폭발장치의 유가스 유입 차단 설비(Shear ram)의 최고 한계치에 도달할 수 있어 과도한 유정 제어 시에 파이프가 잘릴 수 있다.

- 또한 고온은 온도 한계 영역을 가지는 고분자 실링 부품들에 의존하는 몇몇 종류의 드릴링 모터들을 이용하는 직접 드릴링에 큰 영향을 끼친다. 새로운 재료의 개발이 이 분야에 중요하게 될 것이다.

HPHT 문제를 해결하기 위하여 여러 회사들이 협력하고 있다. 예를 들어 BP사의 프로젝트 20K(20,000psi, 300˚F의 환경들을 극복하기 위한 기술 능력 개발을 목표로 함)와 유전 서비스 회사들의 연구 개발 활동들이 있다. 환경이 열악한 유정들을 위한 새로운 기술과 서비스들을 개발하려는 노력은 지속적으로 증가할 것이라고 라이트는 언급했다. 유전 회사들도 초고압고온 저장고들에서 작동할 수 있는 다양한 기술들을 개발하기 위하여 노력하고 있다.

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』