석유 생산: 수평정과 수직정 방식의 구조와 특징, 차이

미국 내 석유∙가스 생산의 각 64%, 79% 이상을 점유하는 비전통 수평정(Horizontal Well) 방식의 생산은 전통적인 수직정(Vertical Well)과 비교 시 여러 차이점을 갖는다. 수직정은 생산량 감퇴율(Decline Rate)이 완만한 반면, 수평정은 초기에 생산량이 매우 가파르게 감소하는 점이 가장 큰 특징이다.

 

수직정 및 수평정 구조 예시

 

이는 수평정이 넓은 면적에 비교적 얇게 분포한 셰일지층을 따라 설치한 수평시추공(Lateral)을 통해 초기에 많은 양의 석유∙가스를 생산하기 때문이다. 따라서 미국 수평정은 수직정에 비해 다수의 반복적인 시추공 투자(Drilling CAPEX)를 넓은 면적에 걸쳐 계속 집행하지 않으면 생산량을 유지하기 어려운 구조다.

 

수직정 및 수평정 단위 Well 생산특성 예시

 

반면, 미국 외 지역에서 생산의 주류를 이루는 수직정은 탐사를 통해 큰 매장량 (Reserve)을 발견하고 대규모 투자를 통해 시추공 건설과 생산에 성공하면, 비교적 오랜 기간 동안 생산을 지속할 수 있는 차이가 있다. 결국 수평정은 빠르고 신속한 투자와 회수에, 수직정은 느리고 장기간이 소요되는 투자와 회수에 더 적합한 형태다.

 

이에 따라 수평정 생산기업들은 단일 석유∙가스정이 보다 더 넓은 면적의 지층을 커버하고, 단위 수평정당 생산량을 극대화하는 방식으로 기술을 진화해왔다. 수평시추공의 길이(Lateral Length)를 더 길게 하는 방법으로 설치할 시추공수를 줄이거나, 다수의 수평정이 단수의 수직정을 공유하는 방식의 다가지수평정 (Multi-lateral Well) 등이 그 예다. 생산기업들은 이런 방법으로 지상설비를 최소화하면서 2014년 이후 4년 동안에만 수평시추 길이를 30% 이상 증가시켰다.

 

수평정 생산량 극대화 위한 기술 진화 예시 1

수평정 생산량 극대화 위한 기술 진화 예시 2

수평정 생산량 극대화 위한 기술 진화 예시 3