원유 및 천연가스 자원의 역사
오래전부터 인류는 석유를 자원으로 이용해 왔습니다. 그러나 그 본격적인 이용은 피츠버그, 펜실베이니아의 상인들이 암석에서 자연적으로 스며 나오는 원유를 병에 담아서 윤활유로 판매하던 1847년부터입니다. 5년 후인 1852년, 캐나다의 화학자가 암석 내 원유를 가열 및 증류시켜 케로젠을 추출하여 램프를 밝히는 데 사용할 수 있음을 발견했습니다. 이 발견으로 석유램프는 양초나 고래기름 램프를 대신하게 되었습니다. 온타리오에서는 우물을 파서 원유를 생산하기 시작했습니다. 1856년 루마니아에서도 이 방법을 이용해 년간 2000배럴의 원유를 생산하였습니다. 1859년, 펜실베이니아의 티투스빌에서는 처음으로 시추공을 파기 시작하였는 데, 1859년 8월 27일 21.2 m 깊이에서 원유를 포함하는 퇴적층을 발견하여 하루에 35배럴의 원유를 생산하게 되었습니다. 이후 웨스트 버지니아(1860), 콜로라도(1862), 텍사스(1866), 캘리포니아(1875) 등 미국 각지에서 원유가 발견되기 시작하였습니다.
천연가스의 최초 이용은 3000년 전 중국에서 지표로 스며 나오는 가스를 모아 대나무관을 통해 운송하여 발화시켰고, 이를 이용하여 소금물을 증류하여 소금을 회수하였습니다. 오래 지나지 않아 중국인들은 시추공을 건설하여 가스 유출량을 증가시켰습니다. 가스의 현대적 이용은 17세기초 유럽에서 목탄과 석탄에서 추출한 가스를 조명으로 이용하면서 시작되었습니다. 1812년 런던과 1816년 발티모어에 상업적 가스회사가 창립되었습니다. 가스의 본격적 탐사는 1812년 뉴욕 프레도니아에서 우물을 파는 과정에서 이상한 가스 거품이 발생함을 우연히 발견하면서 시작되었습니다. 이 가스가 우연히 점화돼 굉장한 불꽃을 내면서 연소되었습니다. 그래서 동일 지점에 새로운 시추공을 설치하고 가스를 인근 호텔로 운송하기 위한 목재 배관이 설치되었으며, 이곳에 66개의 가스등이 설치되었습니다. 이후 가스 발견을 위한 새로운 시추가 시작되었으며, 1872년 경에는 천연가스가 배관에 의해 40 km 이상 운송되기도 하였습니다.
석유의 성인
석유는 원유와 천연가스를 모두 포함하는 용어입니다. 석유는 퇴적물 내 포획된 유기물의 분해산물입니다. 석유는 근원지에서 대수층을 통해 이동하여 일정한 저류지에 집적됩니다.
오늘날 유기물질이 집적되고 있는 곳은 나중에 고화되어 셰일이 되는 점토광물이 풍부한 퇴적물이지만, 원유 또는 가스를 포함하는 퇴적층은 사암 및 및 석회암이거나 이외에 균열이 많은 암석들입니다. 오래전부터 지질학자들은 원유 및 가스가 셰일에서 생성되어 사암이나 석회암으로 이동한다는 사실을 알고 있었습니다.
석유의 이동은 지하수의 이동과 유사합니다. 원유와 가스가 셰일로부터 짜내어지면 셰일보다는 투수성이 높은 사암과 석회암 속으로 이동됩니다. 원유과 석영 또는 탄산염 광물 간의 분자 인력은 물과 석영 또는 탄산염 광물 사이의 그것보다는 약합니다. 그래서 원유와 물은 혼합되지 못하고, 물은 석영 또는 탄산염 입자에 붙어 있고 원유는 사암이나 석회암의 공극 중앙부에 위치하게 됩니다. 이후 원유는 물보다 가볍기 때문에 상승하여 물과 원유는 분리되게 됩니다. 분리된 원유가 집적되면 유전을 형성합니다.
퇴적물 내에 생성된 대부분의 석유는 적절한 집적 장소를 찾지 못하여 지하수를 따라 지표면으로 이동합니다. 최초에 퇴적물에 매몰된 유기물의 0.1%만이 유전에 집적되는 것으로 추정됩니다. 그러므로 퇴적물의 양에 대한 유전이 생성되는 비율이 가장 높은 암석이 250만 년 이후의 것이라는 사실을 고려한다면 현재까지 발견된 원유나 가스의 60% 정도가 신생대의 퇴적층에서 발견된 것이라는 사실은 별로 놀라운 일이 아닙니다. 이는 오래된 암석일수록 석유가 적게 생산된다는 것을 의미하는 것이 아니라, 지질시대가 오래된 암석일수록 석유가 유출될 시간이 많았음을 의미합니다.
석유도 석탄처럼 세계 각지에 부존되어 있지만, 그 분포가 균등하지는 않습니다. 불균등한 석유 부존의 원인은 아직 불명확합니다. 석유생성에 적합한 퇴적물들은 세계 각지에 분포하며, 특히 이들은 저위도 지역에서 잘 발달하는 것으로 추정됩니다. 석유생성에 가장 중요한 요인은 고형의 유기물을 원유 및 가스로 전환시키는 열공급과 생성된 석유를 분산시키지 않고 저장할 수 있는 적절한 집적장소입니다.