• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-11
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• 2008

오일샌드는 비재래형(unconventional) 석유자원의 하나로서 비투멘(bitumen), 물, 점토, 모래의 혼합물이다. 오일샌드 비투멘은 API 비중이 $8-14^{\circ}$이고 점도가 10,000 cP 이상인, 매우 무겁고 점성이 큰 탄화수소 자원으로서 일반적으로 지표나 천부퇴적층에서 유동성을 갖지 않는다. 오일샌드 비투멘은 주로 캐나다 앨버타주와 사스캐추완주에 분포하고 있으며, 캐나다에만 원시부존량이 1조 7천억 배럴, 확인매장량이 1천 7백억 배럴에 달한다. 대부분은 앨버타주 포트 멕머레이(Fort McMurray) 인근의 아사바스카(Athabasca), 콜드레이크(Cold Lake), 피스리버(Peace River) 지역에 매장되어 있다. 캐나다 오일샌드 저류지층은 아사바스카 지역의 멕머레이층(McMurray Fm)과 클리어워터층(Clearwater Fm), 콜드레이크 지역의 멕머레이층(McMurray Fm), 클리어워터층(Clearwater Fm), 그랜드래피드층(Grand Rapid Fm), 피스리버 지역의 블루스카이층(Bluesky Fm)과 게팅층(Gething Fm)이다. 이들 지층은 하부 백악기 지층으로서 중생대 초-중기에 발생한 북미판과 태평양판의 충돌과 그로 인한 대륙전면분지(foreland basin)의 형성과정에서 퇴적되었다. 분지의 기반암은 복잡한 지형을 갖는 고생대 탄산염암이며, 그 위에 북미대륙 북쪽의 보레알해(Boreal Sea)로부터 현재의 북미대륙 서부를 남북으로 관통하는 전기백악기내해로(Early Cretaceous Interior Seaway)를 따라 해침이 발생하면서 오일샌드 저류지층이 형성되었다. 세 개의 주요 오일샌드 분포지역 가운데 80% 이상의 오일샌드를 매장하고 있는 아사바스카 지역의 저류지층인 멕머레이층과 크리어워터층의 최하부층원인 와비스코 층원(Wabiskaw Mbr)은 전기 백악기 시기의 해침층서를 잘 반영하고 있다. 멕머레이층 하부에는 하성기원의 퇴적층이 발달하고, 상부로 가면서 점차로 조석기원의 천해 퇴적층이 우세해지며, 와비스코 층원에 와서는 의해 세립질 퇴적층이 광역적으로 분포한다. 이러한 해침기원의 상향 세립화 경향은 아사바스카 오일샌드 부존지역에서 일반적으로 관찰된다. 오일샌드 부존지층은 일반적으로 불균질 저류층이며, 주요 저류층은 하성퇴적층이나 에스츄어리(estuary) 기원의 퇴적층에 발달한 하도-포인트 바 복합체(channel-pont bar complex)이다. 이러한 하도-포인트바 복합체는 범람원 및 조수평원 세립질 퇴적층이나 만-충진(bay-fill) 퇴적층과 함께 멕머레이층을 형성한다. 멕머레이층 상부에 오는 와비스코 층원은 주로 외해 세립질 퇴적층으로 이루어져 있으나, 멕머레이층을 대규모로 침식하는 하도사암층이 지역적으로 발달하기도 한다. 캐나다에서 오일샌드는 주로 노천채굴(surface mining)과 심부열회수(in-situ thermal recovery) 방식으로 생산한다. 50 m 미만의 심도에 묻혀있는 오일샌드는 노천채굴 방식으로 회수하여 비투멘 추출(extraction)과 개질(upgrading)과정을 거쳐 합성원유(synthetic crude oil)로 생산된다. 반면에 150-450 m 심도에 묻혀있는 오일샌드는 주로 심부열회수 방식으로 비투멘을 회수하여 비교적 간단한 비투멘 블렌딩(blending)과정을 통해 유동성을 증가시켜 정유시설로 운반한다. 심부열회수 방식으로 오일샌드를 개발할 경우 주로 스팀주입중력법(SAGD: Steam Assisted Gravity Drainage)이나 주기적스팀강화법(CSS: Cyclic Steam Stimulation)이 사용된다. 이러한 방법들은 저류층에 스팀을 주입하여 저류층 내의 온도를 상승시킴으로써 비투멘의 유동성을 증가시켜 회수하는 기술을 사용한다. 따라서 오일샌드 저류층 내부의 스팀전파효율을 결정하는 저류지층의 주요 지질특성에 대한 이해가 선행되어야 효과적인 생산설계와 효율적인 생산을 수행할 수 있다. 오일샌드 생산에 영향을 미치는 저류층의 주요 지질특성에는 (1)비투멘 샌드층의 두께(pay) 및 연결성(connectivity), (2) 비투멘 함량, (3) 저류지역 지질구조, (4) 이질배플(mud baffle)이나 이질프러그(mud plug)의 분포, (5) 비투멘 샌드층에 협재하는 이질퇴적층의 두께 및 수평연장성(lateral continuity), (6) 수포화층(water-saturated sand)의 분포, (7) 가스포화층(gas-saturated sand)의 분포, (8) 포인트바의 성장방향성, (9) 속성층(diagenetic layer)의 분포, (10) 비투멘 샌드층의 조직특성 변화 등이 있다. 이러한 지질특성에 대한 고해상의 분석을 통해 보다 효과적인 오일샌드 개발이 달성될 수 있을 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제14권
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• pp.1-40
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• 1973

수도의 다수확을 위하여 근래 다비재배의 경향이 높아가고 있는 반면에 등숙률의 저하가 증수저해요인으로 크게 문제되고 있다. 특히 최근 육성된 통일품종은 이점이 더 심각한 바 있어 등숙의 향상책을 모색하고저 1970년부터 1972년까지 3개년간에 걸쳐 수원 작물시험장포장과 인공기상실에서 주로 진흥과 통일을 공시하여 증숙에 관한 일련의 실험을 시행한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 통일의 곡립은 발아등 종래품종에 비하여 세장하고 곡립의 폭 및 두께가 작으며 비중과의 상관관계는 진흥에 있어서는 곡립의 무게, 두께, 폭 및 길이의 순으로 낮으나 통일은 무게, 폭, 두께 및 길이의 순으로 낮았다. 2. 비중별 립수분포에 있어서 종래의 Japonica도는 비중 1.18을 정점으로 대부분 1.12이상에 분포하고 있으나 통일계통에서는 1.12이하의 곡립도 상당수 분포하였고 진흥이 비중 1.06이하에서 정현비율이 급감하고 있으나 통일에 있어서는 비중 1.20에서 0.96까지의 곡립의 정현비율이 별로 차이가 없으므로 1.06을 등숙립의 선별기준으로 삼는 것은 불합리한 것으로 인정된다. 3. 출수후의 등숙속도는 품종간차이가 현저하며 대체로 한랭지 재배품종일수록 느렸으며 통일은 원래 등숙이 빠른 편이나 등숙후기에는 기온의 저하로 인하여 그 속도가 떨어졌다. 4. 지발분얼 또는 약세분얼은 수당영화수도 적을 뿐 아니라 등숙률도 낮은데 통일은 지발분얼이 많고 이들은 저온하에서 출수하여 수전일수가 연장되고 등숙률이 떨어졌다. 5. 통일의 엽신은 짧고 넓으며 엽신전개력은 다비조건에서는 진흥만큼 크고 또 엽의 경사각도는 적어 수광태세가 양호하였다. 통일 엽신의 단위동화능력은 고온하에서는 비교적 크나 저온하에서는 떨어졌다. 6. 통일은 단간이며 하위절간이 짧고 굵어서 도복저항성이 크고 출수전 저장탄수화물이 많았으며 인산, 규산, 석회, 망간 및 마그네슘 등의 체내함유율이 높았다. 7. 통일은 비교적 많은 영화수를 가지고 있고 진흥이 영화수와 등숙률간에 유의적인 역상관이 있음에 비하여 통일은 고온다조하에서는 영화수가 많아도 등숙률은 떨어지지 않고 영화수증가에 비례하여 수량이 많아졌다. 8. 진흥에 비하여 통일의 뿌리는 천근성이며 고온하에서는 그 활력이 컸으나 저온시에는 엽신이 황갈색으로 변하고 그 변색정도에 비례해서 뿌리의 활력도 떨어졌다. 9. 통일은 수광태세가 좋고 동화일호흡균형상 유리한 생산구조를 갖어 진흥보다 이상적인 모형이었다. 10. 수원지방의 수도보통기재배에 있어서 수량생산기간의 일사량은 비교적 풍부한 편이나 8월25일이후에 출수할 때에는 평균기온이 22$^{\circ}C$이하로 빠르게 하강하므로서 기온이 보다 등숙의 제한요인으로 인정된다. 11. 진흥이 저온하에서도 등숙율이 비교적 높은데 통일의 등숙적온은 $25^{\circ}C$이상이며 21$^{\circ}C$이하에서는 완전등숙이 거의 불가능하였다. 12. 진흥은 감광성이 비교적 크고 감온성은 중정도인데 비하여 통일은 감광성은 작으나 기본영양생장성과 저온하의 출수지연도가 컸었다. 13. 진흥은 질소의 후기중점시비에 의하여 등숙율이 향상되고 증수되었으나 통일에 있어서는 기비중점으로 질소를 시용하여 영화를 많이 확보하여도 등숙율저하가 적고 오히려 증수되였다. 14. 진흥은 만식적응성이 비교적 크나 통일은 조식효과가 크고 만식하면 출수가 지연되고 등숙온도가 낮아져서 등숙율과 수량이 떨어졌다. 15. 통일은 내비성과 밀식적응성이 커서 다비밀식조건에서 그 다수성을 발휘하는 특성을 가졌으며 주수 및 묘수증가에 의하여 수전일수가 단축되고 등숙률이 향상되었다. 16. 재식거리를 좁히고 어느 정도 주당묘수를 늘리면 강세분얼비율이 높아졌다. 17. 인산은 저온시에는 등숙율을 상당히 향상시켰다. 이상을 요약해보면 종래품종들의 등숙향상을 꾀하자면 8월20일이전에 출수시켜야 하며 10a당 질소 7.5kg 이상의 과다한 기비를 억제하고 후기중점으로 시비하여 동화효율을 높여야할 것이다. 한편 통일은 곡립이 세장하고 식물체가 작고 뭉툭한 등 종래품종과 판이한 외부형태와 더불어 그 생리생태적 특성도 상이한 점이 많으므로 등숙립선별, 도정 및 재배법상에도 종전품종과 다른 고려가 있어야 할 것이다. 즉 등숙립 선별기준에 대하여는 통일의 비중별 입수분포 및 정현비율로 보아 종래의 등숙립 선별기준인 비중 1.06 보다는 0.96을 적용하는 것이 합리적이고 도정상으로는 통일의 곡립이 세장하고 폭 및 두께가 작다는 것을 고려하여야 한다. 재배법에 있어서 통일의 등숙률이 낮은 원인이 주로 약세분얼이 많고 저온하에서는 출수가 지연되고 뿌리와 엽신의 기능이 저하되며 불임이 증가되는 것으로 판명되었고 그 외에 통일은 다비밀식적응성이 크므로 등숙향상과 수량 증대를 위해서는 적극적인 방법으로서 우선 견실하고 큰 묘를 가능한 한 조식하고 다비밀식상태로 재배하되 충분한 기비를 시용하고 묘수를 3본 내외로 심고 인산 및 규산등을 충분히 시용하여야 할 것이다.