석유가 담겨 있는 용기 (저류암) :지구의 기원과 내부

저류암 : 석유를 담고 있는 용기

 

땅속에 있는 석유를 생산하는 것은 마치 청량음료를 마시는 것과 여러 방법으로 흡사합니다. 우리는 운전 중에 갈증을 느끼면 어떻게 하는지 기억하십니까 ? 가게를 찾아가서 (탐사하는것),컵( 저류암)으로 또는 병(저류암)으로 마실 것인가를 결정합니다, 그리고 빨대를 꽂아(시추)갈증을 해소해주는 음료수를 빨아서 마십니다(생산). 갈증을 느낄 때 컵이냐 병이냐, 얼음을 넣을 것이냐 말 것이냐에 대해서는 관심이 조금 이라도 있을지 모르지만 그것들이 어디에서 왔는지에 대해서는 별로 관심이 없을 것입니다. 하지만 석유공학자들은 분명히 가스와 석유뿐 아니라 그것을 담고 있는 용기, 즉 저류암에 대해서 많은 것을 알고 싶어 합니다.

 

우주의 기원을 안다고 해서 유정에서 더 많은 석유를 생산할 수 있는 것은 아닙니다. 하지만 땅속에서 석유가 나온다는 팩트를 깊이 파고들면 결국 대폭발 이론이 배경이 됩니다. 그것은 바로 Big Bang Theroy 입니다. 본 장에서는 먼저 이러한 배경을 검토한 후에 석유의 저류암을 형성하는 지각의 힘을 언급함으로써 석유 이야기에 보다 근접하게 될것입니다. 마지막응로 석유 생산에 관여하는 사람들이 항상 궁금해 하는 저류암이 어떻게 생겼으며 어떻게 찾을 수 있는가에 대해서 이야기할 것입니다.

 

지구의 기원

물리학자들이 적도에서의 지구의 직경을 측정하여 6,375km임을 알아냈습니다. 그러니 석유지질학자들은 지구표면의 8~10km에만 관심이 있습니다. 이 지구 표면의 얇은 층은 지구 체적의 0.2%에 불과하지만 모든 석유가 이 얇은 층에 집적되어 있다고 믿고 있습니다. 주변에 있는 젊은 지질학자들은 오늘날 이 얇은 층의 기원과 이 층에 가해지는 변형력에 대해서 연구하고 있습니다.

 

학자들은 우주에 존재하는 엄청난 수의 천체들의 속도와 운동방향을 연구했습니다. 이러한 연구를 수행하고 있는 전 세계 수백 명으 ㅣ학자들에게도 물론 연구는 쉬운 일이 아닐것입니다. 이들은 지난 수십 년간의 연구로 우주가 약 140억 년전에 하나의 점에서 상상도 할 수 없는 엄청난 파괴력으로 폭발이 시작됭면서 형서됐다는 결론을 내렸습니다. 대포발의 이후로 우주의 모든것들이 대폭발이 시작되었던 중심으로부터 멀어지고 있으며, 따라서 우주도 팽창하고 있습니다.

 

대폭발은 대부분 수소로 구성된 초기 가스 구름을 형성하였고 이러한 초기 가스 구름이 모여서 응축되어 뜨거운 불덩어리, 즉 항성을 만들었습니다. 수소원자의 일부는 수백만 년에 걸쳐서 헬륨이 되었습니다. 다시 무거운 탄소, 질소, 철 니켈 등이 됐습니다. 큰 별들은 자신의 중력으로 붕괴되는 극적인 순간을 겪으며 초신성(supernova)을 형성하면서 주변의 다른 별들을 쓸어 버렸습니다. 이후 수백만 년에 더 지나고 가스와 우주먼지들이 다시 응축되면서 소용돌이가 나타나고 그 속에서 새로운 별이 형성됐습니다. 별과 별 사이에 존재하는 성간 물질들은 중력 때문에 디스크 모양이 되는데, 이 안에서 좀 무거웃 것들은 행성을 형성하여 수소덩어리인 항성의 주위를 돌게 됩니다. 우리 태양계의 경우 행성들은 암석질이며 얇거나 두꺼운 가스 형태의 대기로 둘러 싸여 있습니다.

 

우주의 계층
-우주 
-은하
-태양계
-항성
-행성
-위성
-운석과 소행성

 

지구의 내부

지구는 태양계이서 아주 작은 행성입니다. 초기에는 먼지, 원자보다 작은 입자들, 그리고 가스 물질들이 중력으로 뭉쳐진 덩어리였습니다. 단단한 고체로 웅축되면서 태양계의 소용돌이 속에서 철, 니켈, 그리고 다른 고밀도의 광물들이 무섭게 지구를 때렸습니다. 이런 충격으로 발생한 에너지가 원시지구를 용융상태로 만들었습니다. 중력이 무거운 물질들을 지구의 중심 부분으로 끌어당겼고 가벼운 광물들은 지구표면에 떠올랐습니다. 지구를 때리던 충격이 감소하면서 지구가 식어 갔고 표면의 가벼운 물질들이 굳어서 지각을 형성했습니다.

 

톨킨은 이러한 지구를 '중간계' 라고 불렀을지도 모르겠습니다. 지질학자들은 지구의 중심에는 마치 베이글 빵과는 반대로 밀도가 높은 고체상태의 내핵과 이를 싸고 있는 액체상태의 외핵이 있다고 합니다. 과학자들은 지진과 함께 발생하는 지진파를 이용하여 핵으 ㅣ크기와 밀도, 운동성, 성분 등을 알아냈습니다. 지구표면 여러 곳에 설치된 지진과 기록계가 지진파가 핵을 통과하거나 핵 주변으로 전파될 때 지진파으 ㅣ속도와 굴저을 감지합니다.

 

핵과 지각 사이에는 가소성의 물질로 이루어진 맨틀이 잇습니다. 맨틀 내부에는 거대한 대류현상이 있어서 맨틀 물질들이 아주 느린 속도로 흐릅니다. 이러한 맨틀의 흐름이 오랫동안 화산이나 균열대와 같은 지각의 틈으로 용암을 분출시켰습니다. 용암과 함께 분출된 가스는 지구 대기의 일부분이 되었습니다. 그리고 가스의 응축을오 물이 생겼고 비를 내려서 바다가 형성되었습니다. 비와 파도가 육지를 침식하였으며 침식된 암석 조각, 즉 암편들의 시내와 강, 해류를 따라서 운반되어 퇴적되었고 깊이 묻혀 고화되어 암석이 됐습니다. 이렇게 침식과 암석 형성의 사이클이 수억 년간 반복되어 지고 있습니다. 지구 표면의 가장 오래된 암석들은 거의 10억 년이 된 것으로서 캐나다 북동부에서 발견되어 집니다. 이 암석들은 초기 육지가 남아 있는 것입니다.