서론
오일, 가스 개발 사업을 추진함에 있어 광권을 확보하는 작업은 가장 먼저 선행되어야 하는 단계로, 전 세계의 산유국들은 국가별로 지침을 두고 오일, 가스 광권을 분양하고 있다. 일반적으로 중남미, 동남아, 중동 등 대부분의 산유국은 정부가 광권을 보유하고 필요 시 이를 국내외 회사에게 분양하고 있으며 많은 국가들이 의무 탐사 및 시추 제도를 통하여 각국이 보유하고 있는 오일, 가스 광구를 개발하고 있다. 하지만, 북미 지역은 다른 지역과 광권 소유현황이 상이한데, 먼저 미국은 대부분의 육상 오일, 가스 광권을 개인 또는 회사가 보유하고 있고, 해상은 주정부가 가지고 있다. 또한, 캐나다는 대부분의 오일, 가스 광권을 주정부가 보유하고 있다. 특히, 캐나다 앨버타주는 약 81%의 광권을 주정부가 소유하고 있고, 입찰을 통해 광권을 확보할 수 있으며, 4~5년의 정해진 광권 임차(lease) 기간 중에는 의무 탐사 및 시추 규정이 없어 상대적으로 소규모의 자금으로도 광권을 매입하여 오일, 가스 사업에 진출할 수 있는 이점이 있다.
2016년 말 기준 캐나다의 오일, 가스 광구의 매매 평균 가격은 확인매장량(1P, PDP:proved developed producing)을 기준으로 할 때, 2011년 25.72 $ (CAD)/boe (barrel oil equivalent)에서 2015년 10.5 $/boe로 59.2% 감소하였고, 생산량을 기준으로 할 때, 2012년 73,400 $/boe에서 2016년 46,503 $/boe로 36.6% 감소하였다(ATB financial, 2016). 하지만, 2016년 기준 캐나다 앨버타주의 오일, 가스 광권 입찰 동향을 보면, 전체 입찰금액 규모는 2011년 3,536 MM$ (million CAD)에서 2016년 137 MM$로 96.1% 감소하였고, 전체 광권 입찰 면적은 4,109,573 ha (hectares)에서 936,775 ha로 77.2% 감소하였으며, 단위 면적당 입찰 가격은 860.5 $/ha에서 146.0 $/ha로 83.0% 감소하였다(Alberta Energy, 2016). 이렇듯 87~96%에 달하는 광권 입찰 규모 및 입찰 비용 감소는 생산광구 평균 거래 가격 감소분인 37~59%에 비하여 상대적으로 큰 상황인데, 그 이유는 오일, 가스 회사들이 대규모 손실을 확정짓게 되는 자산 매각이나 회사 매각 대신 시추, 광권 확보, 광권 연장 등의 추가 투자를 최소화하여 저유가 시기를 버티고 있기 때문으로 분석되고 있다. 따라서 현 시점이 국내 투자자나 기업들이 적은 금액으로 양질의 광권을 확보할 수 있는 적기로 판단된다.
앨버타주에서 광권을 매입하기 위해서는 광권을 확보하는 절차에 대한 이해가 필요하고 목표로 하는 광권에 대한 기술적인 평가가 뒷받침 되어야 한다. 캐나다에 처음 진출한 외국 회사들이 기술 검토 없이 대량의 광권을 매입하는 경우가 종종 있는데, 이런 경우 개발 단계에서 생산에 따른 경제성 부족으로 광권 개발에 실패하게 될 확률이 매우 높다. 광권 확보 절차는 먼저 목표 광권 프로젝트 발굴, 발굴된 광권 프로젝트에 대한 주정부 광권 현황 파악, 광권에 대한 기술 검토, 광권 개발을 위한 인프라 파악, 광권 매입 및 유지 조건 검토, 광권 포스팅(posting), 광권 입찰 및 낙찰의 순서로 진행된다. 특히, 이 중 가장 핵심이 되는 기술 검토 및 광권 개발을 위한 현황 파악은 지질 구조, 저류층 생성 과정 분석, 저류층 특성, 물리검층 및 탐사 자료 분석 등의 지질학적 분석과 광권 내 생산 이력, 광권 인근의 동일 또는 유사 저류층의 생산 이력, 부존량, 매장량 등의 공학적 분석, 그리고 도로, 전기, 파이프라인, 가스 플랜트, 오일 플랜트, 오일 터미널 등의 인프라 분석을 포함하고 있다.
이에 본 연구에서는 타 산유국에 비하여 비교적 소규모 자금으로도 오일, 가스 광권의 확보가 가능한 캐나다 앨버타주의 광권이 매우 낮은 가격에 거래되고 있는 현재의 시점에서 한국 회사들이 광권 확보 프로젝트를 진행하고자 할 때, 필요한 절차와 기술 평가에 대하여 서술하였고, 이러한 검토를 바탕으로 발굴된 10개 광권 프로젝트와 프로젝트 발굴의 가이드라인을 설명하였으며, 광권 확보 절차를 통하여 확보한 앨버타주 캐롯 크릭(Carrot Creek) 지역과 크로스필드(Crossfield) 지역의 광권 프로젝트에 대한 사례를 소개하고자 한다.
본론
앨버타주 오일 가스 광권 확보 절차
캐나다의 앨버타주는 약 81%의 오일, 가스 광권을 주정부가 소유하고 있고 나머지는 개인이나 협동 조합에서 소유하고 있다. 주정부 소유의 광권은 입찰을 통하여 각 회사가 주정부로부터 임차할 수 있고, 다른 회사가 임차하고 있는 주정부 소유 광권도 회사 간 직접 계약을 통하여 개발을 위한 임차 권리의 양도가 가능하다. 일반적으로 개인이나 조합소유의 광권은 협상을 통하여 개발권을 임차 받을 수 있는데, 통상 5% 내외의 로열티(free hold royalty)를 지불하게 된다. 따라서 오일, 가스 개발을 위한 기술 평가를 바탕으로 목표 광권이 결정되면, 주정부나 회사 또는 개인으로부터 광권을 임차한 후 시추를 통하여 개발을 진행하게 된다. 이렇게 확보된 광권은 4~5년의 정해진 임차 기간 중에는 의무 탐사나 시추 규정이 없이 연간 3.5 $/ha의 비용으로 유지가 가능하고, 정해진 임차 기간 내에 개발, 생산이 시작되면 연간 동일한 비용을 지불하고 생산이 끝날 때 까지 기간을 연장할 수 있다.
Table 1은 앨버타주 오일, 가스 광권 확보에 필요한 절차, 소요 기간, 각 항목별 주요 검토 사항을 나열한 표로 목표 광권 확보를 위해서는 광권 프로젝트 발굴, 발굴된 프로젝트에 대한 주정부 광권 현황 파악, 광권에 대한 기술 검토, 광권 개발을 위한 현황 파악, 광권 매입 및 유지 조건 검토, 포스팅, 입찰 및 낙찰의 과정으로 프로젝트를 진행하게 된다.
Table 1. Procedure for PNG right acquisition from project development to bidding
먼저 광권 확보 프로젝트에서 가장 기본이 되는 단계는 목표 광권 프로젝트를 발굴하는 단계이다. 본 단계에서는 캐나다의 오일, 가스 생산분지의 지질에 대한 폭 넓은 이해와 깊은 지식이 필요하고, 캐나다에서 활동하는 운영 회사들의 자산과 각 회사들이 목표로 하는 분지에 대한 정보가 필요하다. 예를 들어 펜웨스트 페트롤리움(Pennwest Petroleum Ltd.)은 카디움(Cardium), 바이킹(Viking), 바켄(Bakken)의 크게 3개 저류층 개발을 목표로 하는 주요 자산들을 가지고 있고, 각각의 저류층 개발을 위하여 진행하고 있는 개발 사업은 회사 소개 자료에서 상세한 확인이 가능하다. 특히 상장회사들은 각자가 보유하고 있는 자산에 대한 지질, 기술 자료 외에 경제성 자료까지 공유하는 경우가 많은데, 이러한 자료들은 Accumap, Geoscout 등의 소프트웨어를 이용하여 인근에서 유사한 프로젝트를 발굴하는데 많은 도움이 된다.
다음 단계로 발굴된 광권 프로젝트에 대해 주정부소유(open crown) 광권 현황을 파악하여야 한다. 발굴된 프로젝트가 아무리 우수하여도 다른 회사들이 이미 주정부 광권을 임차하고 있는 상황이면, 기 주정부소유 광권을 확보한 회사들과 협상을 진행하여 광권에 대한 임차권리를 양도 받은 후 개발을 진행하여야 하는데, 이런 경우는 임차권 양도를 위한 비용이 추가로 발생하여 개발에 따른 경제성이 낮아지게 된다.
최근 회사들의 재정상태 악화로 보유중인 양질의 광권들을 개발하지 못하고 다시 주정부 광권으로 반납하는 경우가 많이 발생하고 있다. 따라서 각 회사들이 보유한 양질의 광권에 대한 정보를 지속적으로 축적하고 이러한 광권들의 주정부 광권 귀속 여부를 조사하는 작업이 필요하다. Fig. 1은 슬레이브포인트(Slave Point) 저류층을 목표로 하는 프로젝트에서 타 회사가 기 소유하고 있는 주정부 광권, 주정부소유 광권 그리고 확보를 추진 중인 목표 광권을 표시한 그림으로, 이러한 광권 현황에 대한 정보는 범용 소프트웨어인 Accumap, Geoscout에서 확인이 가능하다.
광권에 대한 기술 검토는 광권 확보를 위한 절차 중 가장 중요한 항목이다. 캐나다에서 처음 오일, 가스 사업을 추진하는 외국 회사들이 사업 초기에 광권 확보를 위한 환경이 타 국가에 비하여 매우 호의적이기 때문에 면밀한 기술 검토 없이 대량의 광권을 매입하는 경우를 종종 볼 수 있다. 하지만, 아무리 많은 광권이라도 개발의 가능성이 없으면 가치가 없고, 한 섹션(1 section, 256 ha)의 광권이라도 개발을 위한 경제성이 있으면 그 가치가 매우 커질 수 있다. 따라서 광권 매입 전 목표 광권에 대한 기술 검토를 충분히 실시하고 시추에 의한 개발 가능성을 검증한 후 광권을 매입하여야 한다. 광권 확보를 위한 기술 검토는 지질학적 구조, 저류층 생성 과정 분석, 저류층 특성, 물리검층 및 탐사 자료 분석 등의 지질학적 분석과 광권 내 생산중단 수직정 생산 이력, 광권 인근의 동일 또는 유사 저류층의 생산 이력, 부존량, 매장량 등의 공학적 분석이 포함된다.
기술 검토가 완료되면 광권을 개발하기 위한 인프라를 검토하는 작업이 수행되어야 한다. 기술 검토 결과에서 해당 광권이 아무리 유망하여도 지상 권리에 따른 개발의 제한, 현장 접근을 위한 신규 도로 개설 필요, 생산물 수송을 위한 파이프라인 부재, 생산물 처리를 위한 프로세싱 플랜트 부재 등의 광권 개발을 위한 인프라 여건이 충족되지 않으면, 광권 확보 후 개발 시 경제성을 확보하기 어려울 수 있다. 왜냐하면, 오일, 가스 사업의 경제성은 시추 비용뿐만 아니라 인프라 건설을 위한 제반 투자비가 모두 포함되어 결정되기 때문이다. 실제 캐나다에서 인근 인프라를 이용하는 경우에는 인프라를 보유하고 있는 회사와 협의를 통해 사용료를 지불하게 되어 소규모 단기간 개발에서는 초기 투자비를 줄일 수 있다. 그러나 장기간의 대규모 개발을 진행할 경우에는 최종적으로 더 많은 비용을 지불할 수도 있으므로 적절한 분석을 통한 개발 계획 수립이 필요하다.
마지막으로 광권 입찰을 최종적으로 결정하기 전에 광권 매입 및 유지 조건을 검토하여야 한다. 캐나다는 일부 지역이 원주민 보호 구역 또는 특정 동물의 서식지로 지정되어 있어 광권을 확보하기 전에 이러한 지상 조건에 대한 검토가 실시되어야 한다. 또한, 광권을 개별 단위 개발을 위한 임차로 확보하는 경우와 단기간 내에 전체적으로 개발을 위한 라이센스(licence)로 확보하는 경우에 따라 임차 및 개발을 위한 기간이 지역별로 차이가 있으므로 이러한 내용들에 대해서도 면밀한 검토가 필요하다.
상기의 절차들을 통해 목표 광권이 최종적으로 결정되면 선정된 광권을 포스팅하는 절차를 거치게 된다. 앨버타주는 광권 입찰일에 따른 광권 포스팅 기간이 정해져 있다. Table 2는 2016년 4분기에 포스팅과 입찰이 실제 이루어진 날짜와 기간을 나타낸 것이다. 이 중에서 한 개 사례를 살펴보면, 마지막 입찰일인 12월 7일에 광권을 입찰하고자 하는 경우, 2016년 8월 10일에서 8월 23일 사이에 포스팅을 실시하여야 한다. 즉, 포스팅이 실시되고 나면 3~4개월 후 입찰이 실시되는데, 입찰 시에는 광권을 포스팅한 회사뿐 아니라 앨버타주정부 광권입찰시스템(electric transfer system)에 등록되어 있는 모든 회사가 입찰이 가능하고, 최고가로 입찰한 회사에 광권이 낙찰된다. 마지막으로, 광권 낙찰 후 앨버타주정부로부터 광권 임차증을 발급받고 광권이 만료될 때 까지 관리하게 된다.
Table 2. PNG right and oil sand right sales schedule (Q4, 2016)
광권 확보를 위한 기술 검토
오일, 가스 광권을 확보하는데 있어 가장 기본이 되는 기술 검토는 해당 지역 분지의 광역 지질 분석이다. 왜냐하면, 광역 지질에 대한 기본적인 이해 없이는 근원암, 저류층, 덮개암의 형성, 오일 및 가스 막힘 구조(trap)에 대한 이해가 불가능하기 때문이다. 또한, 이러한 광역 지질 검토를 배경으로 국부 지질에 대한 검토를 실시하여야 한다. 한 지역의 광역 퇴적환경은 분지 전체의 형성을 결정하는 주요 요인이지만, 수십 km에서 수백 km에 달하는 분지 전체가 똑같은 환경으로 퇴적되는 것은 불가능하므로 광역 지질 자료를 바탕으로 국부적 퇴적 환경에 대한 상세한 추가 검토를 실시하여야 한다. 특히 앨버타주를 포함한 서부캐나다퇴적분지(Western Canadian sedimentary basin, WCSB)는 한 지역의 여러 저류층에서 오일, 가스가 생산되는 다층 저류층의 특성이 있으므로 한 지역의 광권을 검토함에 있어 여러 층에서 오일, 가스가 생산될 수 있는 가능성을 고려하고 검토를 수행하여야 한다.
캐나다의 서부캐나다퇴적분지는 브리티시컬럼비아주 북부에서 시작하여 앨버타주 전역을 거쳐 사스카치원주 및 마니토바주 남부에 이르는 대규모의 오일, 가스 퇴적분지로 확인매장량 기준 세계에서 3번째로 알려져 있다. Fig. 2는 서부캐나다퇴적분지의 생성과정으로 브리티시콜롬비아, 앨버타, 사스카치원, 마니토바주에 이르기까지 유기물질들의 퇴적이 용이한 얕은 바다, 강 등의 수생환경이 수 억년의 오랜 기간 동안 유지되었음을 알 수 있다. 특히, 고생대 및 그 이전에는 심해 환경이 유지되어 탄산염암 저류층이 형성되기에 유리한 환경이었고, 중생대 이후에는 천해와 해변, 강 환경에서 사암 저류층이 많이 형성되었다(Davies, 1997).
서부캐나다퇴적분지에는 크게 10개 이상의 주요 광역분지가 존재하는데, 이러한 광역분지 들 중 최근에 가장 활발하게 개발이 진행되고 있는 곳은 몬트니(Montney), 카디움, 바이킹 그리고 바켄 등을 들 수 있다. 특히 최근 액화천연가스(liquified natural gas, LNG) 프로젝트에 대한 관심이 높아지면서 브리티시콜롬비아주에서 시작하여 앨버타주 중부까지 이어지는 몬트니 습성가스(wet gas) 분지에 많은 회사들의 관심이 집중되고 있다. 각 지층의 생산물은 크게 경질유, 중질유, 오일샌드, 습성가스, 건성가스(dry gas) 등으로 구분할 수 있다. 광역 저류층 중 카디움, 스완힐(Swan Hills), 슬레이브포인트, 바켄 등은 경질유를 생산하는 지역이고, 바이킹은 주로 중질유를 생산하는 지역이며, 아타바스카(Athabaska)는 오일샌드를 생산하는 지역이다. 그리고 몬트니, 블루스카이(Bluesky)는 습성가스를, 혼리버(Horn River)는 건성가스를 생산하는 지역이다.
Fig. 3은 이러한 대표 광역분지 중, 캐나다 서부 해안으로 연결되는 LNG 프로젝트와 인접하여 많은 관심을 받고 있는 몬트니 분지의 개요이다. 몬트니 광역분지는 브리티시컬럼비아주 북동부에서 시작하여 앨버타주 중서부에 이르는 대규모 분지로 캐나다의 여타 셰일가스 분지와는 달리 가스, 오일, 컨덴세이트가 동시에 생산되고 있는데, Fig. 3의 평면도와 동-서방향 분지 단면도에서 보는 바와 같이 록키산맥에 가까운 풋힐(Foothills) 지역은 저류층의 심도가 깊어 주로 건성가스가 생산되고, 그랜드페어리(Grande Prairie) 인근의 피스리버(Peace River) 지역 남, 북으로는 컨덴세이트가 많이 생산되는 습성가스 지역이며, 분지의 동쪽으로 갈수록 심도가 얕아지면서 케이밥(Kaybob), 지록스빌(Girouxville) 지역 등에서 경질유가 많이 생산된다(Kuppe et al., 2012).
광역 지질 및 국부 지질 검토가 완료되면, 목표 지역의 해당 저류층에 대한 기술 검토를 실시하게 된다. 저류층에 대한 기술 검토는 공극률, 투과도, 두께, 연장성, 불균질성 등이 포함되는데, 캐나다와 같이 기존에 많은 시추공이 존재하고 인근의 유사 저류층에서 오일, 가스를 생산하고 있는 경우는 목표로 하는 지역의 저류층 특성과 인근에서 생산 중인 유사 저류층 특성을 비교함으로써 목표로 하는 광권 내에서의 오일, 가스 생산 가능성을 판단하는 경우가 많다. 물론, 이러한 작업은 해당 지역 저류층에 대한 오랜 경험과 지식을 보유한 현지 지질 전문가와 기술 전문가와의 협업을 통해 검토 결과의 신뢰도를 높일 수 있다.
캐나다에서 시추되는 오일, 가스 시추공의 수는 2014년 10,500공, 2015년 7,400공 등으로 오일, 가스 가격에 따라 변동이 있지만 2010년 이후 연평균 10,000공 내외의 시추가 실시되고 있다. 따라서 현재까지 캐나다에는 수십만 공이 시추되었고, 이 중 대부분의 시추공에 대한 물리검층 자료가 보관되어 있다. 일반적으로 광권을 확보하기 위한 기술 분석에는 탄성파 탐사 자료를 분석하여 오일, 가스가 집적되기 위한 구조와 근원암 및 덮개암에 대한 분석을 실시하는 작업이 필요하지만, 캐나다의 경우 상기와 같이 많은 시추가 실시되었고 각 시추공의 물리검층 자료의 확보가 가능하므로 3D 탄성파 탐사를 통해 구조를 명확하게 파악하여야 하는 암염돔(salt dome) 등의 경우를 제외하고는 탄성파 탐사 자료보다는 물리검층 자료를 분석하여 시추공 간의 상관관계를 규명하고 저류층의 연속성을 파악하게 된다. Fig. 4는 카디움 프로젝트의 시추공 물리검층 자료 분석을 통한 저류층 단면 분석 결과로 물리검층 자료 분석을 통하여 카디움 사암과 역암 저류층의 연속성을 파악할 수 있다(Bergman, 1987).
최근 캐나다 등 북미에서는 신규 시추공의 90% 이상이 수평정 다단계 파쇄 공법(horizontal multi fracturing)을 적용하고 있는데, 이 공법으로 인하여 기존에 수직정으로 경제성이 없던 저류층의 개발이 가능해져 오일이나 가스가 존재하지만 생산성에 따른 경제성 확보 여부가 문제인 리소스 플레이(resources play)의 개발이 활발히 검토되고 있다. 다시 말해, 과거 수직정으로 생산하는 경우 경제적이지 않아 개발이 되지 않던 많은 국부 저류층들이 다시 개발되고 있어 기 수직정으로 생산이 되었던 광권을 확보하여 수평정 다단계 파쇄 공법으로 다시 개발하는 프로젝트들이 활발히 추진되고 있다. 수평정 다단계수압파쇄 공법은 시추공과 저류층의 접촉 면적을 늘려 탄화수소 생산성을 증가시키는 공법으로, 시추 후 파쇄유체와 균열지지체(propant)를 고압으로 주입하여 지층을 파쇄한 후 균열지지체가 균열을 지지함으로써 저류층 유체의 유동성을 비약적으로 증가시키는 방법이다. 예를 들어, 두께 5 m의 저류층에 159 mm 직경으로 수직 시추를 실시한 경우, 시추공이 저류층과 닫는 접촉 면적은 2.5 m2이지만 동일 저류층에 수평으로 1,000 m를 시추한 경우, 접촉 면적은 500 m2으로 수직 시추에 비해 200배나 증가하고 여기에 10단계로 파쇄(한 방향 파쇄길이 200 m, 파쇄 높이 5 m)를 실시한 경우, 접촉 면적은 20,500 m2으로 수평 시추에 비해서도 41배나 증가하게 된다(Moon and Sung, 2012; Shin et al., 2012). Fig. 5는 이러한 수직정 개발 지역에 수평정 추가 개발을 계획하고 있는 프로젝트로, 기존에 생산이 많이 진행된 서쪽의 저류층에 비해 지층이 상대적으로 치밀하여 개발이 되지 않았던 동쪽 부분의 광권을 확보함으로써 향후 수평 시추 후 다단계 파쇄공법을 이용하여 슬레이브포인트 저류층 개발을 추진할 예정이다.
다음 단계는 목표로 하는 광권의 생산 이력 또는 생산 가능성을 분석하여야 한다. 앞에서도 설명하였지만, 캐나다의 많은 저류층은 과거에 수직정으로 생산이 완료된 것이 많은데, 잔류 매장량 검토와 배유범위(drainage area) 계산을 통하여 추가 개발의 가능성을 검토하게 된다. 일반적으로 캐나다에서 수직정에 의한 1차 회수량은 원시부존량의 10~15% 내외인데, 수직정으로 생산 후 남아있는 잔류매장량에 대해 수평정 파쇄 공법을 이용한 회수 가능성을 검토하기 위해서는 목표 광권 또는 인근 생산광구의 생산 이력, 동일 또는 유사 저류층의 생산 이력, 부존량 예측, 매장량 분석 등의 작업을 통하여 목표 광권에서의 예상 생산량과 매장량을 검토하여야 한다.
마지막으로 도로, 전기, 파이프라인, 플랜트 등의 인프라 및 생산설비에 대한 검토가 필요하다. 목표로 하는 저류층의 생산성이 좋고 매장량이 많아도 시추 및 광구 운영을 위한 도로 여건이 열악하거나 생산물을 처리할 수 있는 파이프라인 또는 플랜트가 인근에 존재하지 않으면 이를 건설하기 위한 추가 비용이 필요하다. 특히 목표 광권의 저류층에서 가스가 생산될 경우 이를 수송하기 위한 파이프라인과 수송된 가스를 처리하기 위한 가스플랜트가 필요한데, 시추 후 파이프라인 및 플랜트 등의 인프라 부족으로 생산된 가스를 판매하기까지 장기간이 소요되는 경우도 종종 발생한다. 목표 광권의 저류층에서 오일이 생산되는 경우에는 가스가 생산되는 경우에 비하여 상대적으로 작은 규모의 파이프라인, 플랜트 등의 인프라가 필요하다. 그럼에도 불구하고 동일 광구에서 오일 수송을 위한 파이프라인이 존재하지 않는 경우, 각각의 생산정에서 트럭 수송을 통해 오일을 하나의 플랜트로 수송해야 하고, 수송된 오일을 정제공장으로 운반할 수 있는 오일 터미널과의 거리가 먼 경우에는 트럭 수송에 소요되는 비용도 광구 운영의 경제성에 큰 영향을 미칠 수 있다.
광권 프로젝트 발굴 사례
본 절에서는 상기의 검토 과정을 통하여 발굴된 10개 프로젝트를 소개하고자 한다(Fig. 6). 먼저, 현재까지 발굴하고 검토된 프로젝트들은 대부분 오일을 목표로 하는 프로젝트들인데, 오일은 생산을 위한 지상 설비 및 생산물 수송이 가스에 비하여 용이하여 플랜트 및 파이프라인 설치비용을 최소화 할 수 있어, 현재와 같은 저 가스가격 환경에서는 가스 프로젝트에 비하여 경제성이 상대적으로 높다. 특히, 발굴된 프로젝트 중 대부분이 경질유 프로젝트들인데, 그 이유는 현재와 같이 저유가 상황에서는 경질유와 중질유 광권의 입찰가가 크게 하락한 상황이지만 향후 유가 상승 시 경질유 광권의 가치 상승폭이 더 높을 것으로 예상되기 때문이다.
발굴된 광권 프로젝트의 위치는 대부분 그랜드페어리 이하의 앨버타 남부 지역에 위치하고 있다. 그 이유는 그랜드페어리 북부의 경우 여름이 짧고 기온이 높지 않아 겨울동안 내린 눈이 완전히 녹지 않고 습지로 변하는 머스켁(Muskeg) 지역이 많아서 시추 및 생산정 수리(workover) 등의 작업을 겨울에 땅이 완전히 얼고 나서 진행해야하기 때문에 시추 및 운영비용이 높은 단점이 있기 때문이다. 하지만, 앨버타 남부 지역은 머스켁 지역이 상대적으로 적고, 도로가 잘 발달되어 있으며, 서비스 장비가 인근에 많이 분포하고 있어 시추, 생산정 및 광구 관련 서비스, 광구 운영 등에 소요되는 비용이 상대적으로 낮은 이점이 있다.
발굴된 대부분의 광권 프로젝트는 캐나다에서 오일, 가스가 생산되는 주요 저류층인 카디움, 몬트니, 바이킹, 슬레이브포인트 등을 대상으로 하고 있는데, 본 분지들은 광역 지질 및 국부 지질에 대한 평가 및 저류층에 대한 검증이 완료된 분지들로 향후 개발 성공에 대한 신뢰도가 높다. 또한, 10개 섹션 이상, 수평정 시추 가능 위치 20공 이상의 대규모 광권 확보를 목표로 하여 향후 광권 재매각 및 광구 개발을 위한 투자 유치가 용이할 것으로 예상된다. 마지막으로, 발굴된 프로젝트들은 대부분 인근 주정부 소유 광권으로의 확장이 가능한 프로젝트, 확보된 광권 내에서 다층 저류층 생산의 가능성이 있는 프로젝트, 오일회수증진 가능 프로젝트들로 구성되어 있어 향후 추가 가능성(upside potential) 개발을 통하여 수익을 극대화할 수 있을 것으로 판단된다. 현재까지 목표로 하고 있는 10개의 프로젝트 중 케롯 크릭 프로젝트와 크로스필드 프로젝트가 입찰을 통해 확보된 상황으로 다음 절에서 두 광권 프로젝트에 대한 기술 평가 사례를 소개하고자 한다.
광권 기술 평가 사례
첫 번째로 소개할 사례는 앨버타주 캐롯 크릭 지역의 카디움층 목표 광권으로, 캐롯 크릭은 에드먼튼에서 서쪽으로 약 110 km에 위치하고 있다. 본 광권은 캐나다에서 경질유 매장량이 최대인 웨스트 펨비나(West Pembina) 카디움 지역의 중심에 위치하고 있고 인근에서 카디움층을 개발하고 있는 회사는 Vermillion Energy, ConocoPhillips, White Cap Resources, Lightstream Resources 등이 있다. 본 광권은 광권 내부 및 인근에서 경질유 생산 이력이 있고 인근의 많은 다단계 파쇄 수평 생산정을 통하여 생산성이 우수한 지역에 위치하고 있다(Alberta Geological Survey, 2017).
확보된 광권에 대한 개요는 아래의 Table 3과 같고 광권 위치 및 지질 분석 자료를 요약하면 Fig. 7과 같은데, 앨버타주 캐롯 크릭 지역의 카디움층은 Fig. 7과 같이 남동 방향에서 북서 방향으로 연결되어 존재하는데 이 광권은 카디움층 대상 유전들이 생산되고 있는 중심부에 위치하고 있어 지질학적으로 오일의 부존 가능성이 매우 높다. 본 광권 내와 인근에 시추된 기존 수직정의 물리검층자료를 분석해 보면 광권 중 2.5 섹션이 양질의 카디움 역암과 사암 지역에 위치하고 있고, 광권 내와 인근에서 기존에 생산한 이력이 있는 유정이 다수 존재한다. 이 광권의 주요 저류층은 두께가 최대 8 m이고 평균 공극률이 12%로 비교적 우수한 특징을 가지고 있다. 암석코어 샘플자료에 근거하여 분석한 공극률과 투과도 관계에 따르면 저류층 투과도가 최대 600 md로 생산성도 매우 높을 것으로 판단된다.
Table 3. Summary information of Carrot Creek project
캐롯 크릭 광권에 인접한 생산정 중 가장 생산성이 좋은 것은 바로 인접한 섹션에 위치한 15-12-052-12W5와 13-12-052-12W5로 두 수직정의 누적 생산량은 각각 719 Mbbls과 485 Mbbls에 달한다. 또한, 광권 내 생산정의 누적 생산량은 평균 수천 배럴에서 수만 배럴(13-07-052-11W5, 15-07-052-11W5, 06-06-052-11W5)로, 이렇게 과거 수직정으로 수천에서 수만 배럴을 생산한 저류층에 수평 시추 후 다단계 수압파쇄를 실시하여 생산량 증대 효과를 극대화 할 계획이다. 수평시추를 위한 가능성을 살펴보면 수압파쇄 수평정 적용 시 4개 섹션에 대해 수평구간 길이 1.4 km 정도의 수평정을 최대 12공 시추할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 해당 광권이 위치한 웨스트펨비나 카디움의 표준곡선(Scotia playbook, 2015)를 바탕으로 각 수평정의 궁극가채량을 추정하였을 때 생산정 당 궁극가채량은 약 110 Mbbls이고 12개에 대해 추정한 궁극가채량은 총 1.3 MMbbls로 기대된다. 이 단계에서 추정한 궁극가채량은 인근 유가스전의 동일 저류층에 대한 생산자료를 기반으로 하여 예측한 것으로 국부지질의 불확실성, 불균질성으로 인해 차이가 발생할 문제를 내포하고 있다.
광권 개발을 위한 인프라 현황을 살펴보면, 본 광권은 인근 지역에 펜웨스트사의 생산설비가 가동 중이어서, 개발을 위한 시추장비가 접근하기 위한 도로가 이미 존재하고 본 생산설비에서 생산된 가스를 이송하기 위한 파이프라인이 운영중이므로 향후 개발 시 시추 및 완결, 생산, 판매에 필요한 인프라가 매우 잘 갖추어져 있는 것으로 분석된다.
두 번째로 소개할 사례는 앨버타주 남부 크로스필드 지역의 다층 저류층 프로젝트로, 크로스필드는 캘거리에서 북쪽으로 약 70 km에 위치한 도시이다. 확보된 10개 섹션의 광권은 카디움 A와 B층에서 오일 개발 가능성이 매우 높고, 캐나다 대표 경질유 유전인 바이킹 저류층 중 생산성이 가장 좋은 앨버타 크로스필드 바이킹 지역의 남쪽에 위치하고 있으며 그 외에 엘리져리(Ellerslie), 미시시피언기의 엘크톤, 슌다(Shunda), 페키스코(Pekisko) 등 총 16개에 달하는 저류층에서 생산이 진행되고 있는 지역에 위치하고 있다. 특히, 해당 지역의 바이킹 저류층은 캐나다 오일, 가스 운영 회사인 Angle Energy(2012), Triaxon Oil Corp (2015) 등에 의해 오일, 가스 매장량 평가가 완료되기도 하였다.
광권에 대한 개요는 아래의 Table 4와 같고 광권 위치 및 지질 분석 자료를 요약하면 Fig. 8과 같다. 해당 광권은 생산성이 좋은 카디움층과 바이킹층 생산정에 인접하고 있고 맨빌 전기층과 엘크톤층 생산정 중 가장 생산성이 좋은 유정의 남쪽에 위치하고 있으며 엘크톤층에서 생산이 활발한 지역의 서쪽에 위치하고 있다. 해당 광권에 인접한 생산정 중 생산성이 가장 좋은 생산정은 10-05-030-2W5로 본 생산정은 엘크톤층에서 480 Mbbls의 컨덴세이트를 포함한 무려 14.3 MMboe의 누적 생산량을 기록하였다. 해당 광권 인근의 카디움층 생산성도 매우 좋은데, 특히 06-35-029-3W5, 14-35-029-3W5, 08-09-030-3W5, 14-09-030-3W5, 16-09- 30-3W5의 5개 생산정의 누적 생산량은 각각 500 Mboe를 초과하고 있다. 또한, 해당 광권 북부의 개링톤(Garrington) 바이킹 저류층은 13 MMbbls의 누적 경질유 생산량을 기록하고 있어 바이킹층 개발의 가능성도 매우 높은 것으로 분석되고 있다. 상기의 검토를 바탕으로 할 때, 본 10개 섹션의 광권에는 총 52공의 시추 가능성이 있는 것으로 분석되고, 이를 토대로 추정한 궁극가채량은 총 5.7 MMboe로 기대된다.
Table 4. Summary information of Crossfield project
해당 광권은 인구가 많이 거주하는 앨버타주 남부에 위치하고 있어 동서 방향으로 580 Highway, 남북방향으로 766 Highway에 인접하고 있기 때문에 개발 및 운영을 위한 접근성이 매우 좋은 것으로 분석된다. 또한, 광구 인근에 오일 및 가스 파이프라인이 다수 분포하고 있고, 생산된 가스를 압축하기 위한 가스 압축 플랜트(gas compressor station)가 많이 위치해 있다. 마지막으로 Crestar Sweet gas 플랜트(04-02), Crestar Sour gas 플랜트(11-14), Steen Sweet 프로세싱 플랜트(08-20), Carstairs Sulphur 회수 플랜트 등 다수의 가스 프로세싱 플랜트도 위치하고 있어 향후 개발 시 이러한 플랜트를 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
결론
본 연구에서는 앨버타주의 오일, 가스 광권 확보 프로젝트 추진을 위한 광권 확보 절차와 이 중 가장 중요한 기술 평가 방법에 대하여 서술하였다. 기술 평가를 바탕으로 발굴한 10개의 광권 프로젝트와 프로젝트 선정의 가이드라인에 대하여 설명하였고, 마지막으로 캐롯 크릭과 크로스필드 광권 프로젝트의 기술 평가 사례를 소개하였다.
1.캐나다 앨버타주의 주정부 광권 확보 절차는 목표 광권 프로젝트 발굴, 발굴된 프로젝트에 대한 주정부 광권 현황 파악, 기술 검토, 광권 개발을 위한 현황 파악, 매입 및 유지 조건 검토, 포스팅, 입찰 및 낙찰의 순서로 진행하게 된다. 또한, 기술 검토 및 광권 개발을 위하여 지질학적 분석과 공학적 분석이 필요하고 주변 인프라도 검토하여야 한다.
2.현재까지 발굴된 광권 프로젝트들은 오일 프로젝트, 이 중에서도 경질유 프로젝트, 개발비가 낮은 앨버타주 남부 지역 프로젝트, 캐나다 주요 저류층 대상의 검증된 프로젝트, 10개 섹션 이상의 대규모 프로젝트, 향후 추가 개발 가능성을 보유하고 있는 프로젝트 들이다.
3.첫 번째 기술 평가 사례는 캐롯 크릭 광권으로 에드먼튼에서 서쪽으로 약 110 km 떨어져 있고, 광구 내 및 인근에서 기 경질유 생산 이력과 인근 다수의 다단계 수압파쇄 수평정을 통해 우수한 생산성이 입증된 지역에 위치하고 있다. 두 번째 기술 평가 사례인 크로스필드 지역의 다층 저류층 광권은 캘거리에서 북쪽으로 약 70 km에 위치하고 있고, 본 광권은 카디움, 바이킹, 엘리져리, 엘크톤 등의 층에서 50공 이상의 수평정 시추의 가능성이 있는 것으로 분석되고 있다.
