By Barani Krishnan

(2023년 6월 7일 작성된 영문 기사의 번역본)
  • 미국 시추업체들은 재수압파쇄(refracturing)과 같은 새로운 시추 효율성과 혁신 덕분에 기존 유정에서 원유 생산량을 2배로 늘릴 수 있는 잠재력이 있다.
  • 시추 효율성이 높아지면서 미국의 원유 생산량이 최고치를 경신하는 반면, 굴착장비수는 감소해 업계가 더 적은 장비로 더 많은 작업을 수행할 수 있는 능력을 제시한다.
  • 그러나 현재 정치적 환경은 미국 원유 업게가 재수압파쇄를 광범위하게 도입하는 데 어려움을 주고 있다.
사우디아라비아가 다음 달부터 얼마나 많은 원유 생산을 줄일지에 대한 기대감 속에서 지난주 미국 셰일의 새로운 시추 효율성이 공개되었으나 빠르게 사라져버렸다.

목요일에 열린 번스타인 전략적 결정(Bernstein Strategic Decisions) 컨퍼런스에서 대런 우즈(Darren Woods) 엑슨모빌(NYSE:XOM) CEO의 발언을 들었거나 읽었다면, 미국 시추업체들이 기존 유정에서 생산량을 2배 늘릴 수 있다는 주장을 반신반의했을 것이다.

거의 10년 전 수압파쇄공법, 이른바 프래킹(fracking) 열풍이 불었을 때 사우디아라비아는 이전에 경험하지 못했던 원유 공급 과잉을 처음으로 목격했다. 팬데믹 이전까지는 셰일업계의 진화가 해마다 경이로움을 불러일으키며 놀라운 발전을 거듭했다.

하지만 미국 원유 생산량은 사상 최고치 일일 1,300만 배럴을 넘던 시기도 있었으나 1,000만 배럴 이하로 급감하게 되면서, 업계가 엄청난 수요 파괴를 겪고 파산 신청이 이어졌다. 이에 혁신은 죽지는 않았지만 자연스럽게 둔화되었다. “시추”를 외치던 미국 원유 기업들은 “배당”을 외치게 되었고, 과도한 자본적 지출보다는 주주들에게 현금을 돌려주고 자사주를 매입하기 위해 엄청난 재정규율에 돌입하게 되었다.

약 3년 전에는 팬데믹으로 인해 WTI유 가격이 배럴당 마이너스 40달러로 떨어진 적도 있었다. 지금은 에너지정보국(EIA)에 따르면 2023년 일일 평균 생산량은 1,240만 배럴이며 2024년에는 1,280만 배럴로 기록을 세울 것으로 예상된다. 하지만 이는 팬데믹 직전 2020년 3월 첫째 주의 일일 최고치 1,310만 배럴에는 미치지 못한다.

셰일 생산량 증가에 대한 낙관론을 제한하는 것은 향후 생산량을 나타내는 지표인 굴착장비수 및 미완결유정(DUC) 수가 감소하고 있다는 것이다. 참고로 미완결유정은 완공 시 원유를 더 빠르게 시장에 공급할 수 있다. 또 다른 제한 요인으로는 팬데믹으로 인한 장비 및 인력 부종 그리고 사우디아라비아의 보복에 대한 두려움이 있다. 2020년에 사우디아라비아는 러시아가 OPEC+ 협정에 따른 감산을 거부한 이후 생산량을 최대로 늘리고 가격을 0달러로 끌어내려, 팬데믹에서 살아남을 가능성이 있을 수 있었던 미국 시추업체 대부분의 종말을 앞당겼다.

하지만 엑슨모빌의 우즈가 옳다면 미국 원유는 또 다른 생산 혁명의 정점에 있을 수도 있다. 그리고 그것은 셰일 유정 재수압파쇄라는 시추 혁신과도 관련이 있다.

에너지 엔지니어이자 연구원인 알렉스 키마니(Alex Kimani)의 말을 빌자면, 재수압파쇄는 주류가 되지는 못했지만 중요한 결과를 조용히 만들어내고 있다.

키마니는 사우이다라비아가 7월에 일일 100만 배럴을 추가 감산해 일일 생산량을 900만 배럴로 낮추겠다고 약속했던 최근 OPEC+ 회의 하루 전인 토요일에 oilprice.com에 올린 게시물에서 다음과 같이 말했다.
“시추 기술이 개선되고, 노후화된 유전이 생산량을 감소시키며, 기업들이 적은 비용으로 더 많은 일을 하려고 노력함에 따라 재수압파쇄 기술의 도입률이 높아지고 있다.”
시추 효율성이 높아지면서 미국 원유 생산량이 다시 연간 최고치를 기록하고 있는 반면, 굴착장비수는 팬데믹 이후 최고치였던 2022년 11월 627개에서 555개로 줄었고, 미완결유정은 3월 4,905개에서 4월에는 4,863개로 감소했다.

우즈 엑슨모빌 CEOsms 수압파쇄를 개선하기 위해 2가지 분야에서 더욱 구체적인 노력을 하고 있다고 말했다. 첫 번째는 유정을 따라 “더 정밀하게 파쇄”해 기름을 머금은 암석층에서 더 많이 추출하는 것이고, 두 번째는 파쇄된 균열을 더 오래 열어 두어서 원유 흐름을 촉진하는 방법을 찾는 것이다.

우즈는 “땅에 여전히 많은 양의 원유가 남아 있고, 수압파쇄법은 정말 오랫동안 사용되었지만 그 과학 원리는 잘 알려져 있지 않다”고 말했다.

인베스팅닷컴의 원유 토론 포럼에서 논평가로 활동했던 닉 돌(Nick Dole)은 최근 미국의 유정, 특히 수평 유정은 기술 개선 덕분에 현재 3배 더 깊게 시추되고 있다며 다음과 같이 덧붙였다.
“제가 시추 엔지니어였을 때 유정의 최대 수평 시추 거리는 약 5,000피트였지만, 지금은 거의 모든 유정이 10,000피트 수평 시추되고 있으며, 많은 유정은 15,000피트도 가능하다. 따라서 수직 섹션/굴착장비 이동 등에 시간을 낭비하지 않기 때문에 훨씬 짧은 시간에 2개의 유정을 효과적으로 시추할 수 있다. 따라서 ‘생산’ 면적은 더 적은 수의 굴착장비로도 동일하다.”
“그렇게 때문에 미국 기업들은 돈을 많이 벌고 있고, 대규모 파쇄를 통한 셰일 유정 시추/수평 시추 시 훨씬 낮은 가격으로 좋은 성과를 낼 수 있다. 굴착장비당 효율성이 향상되었으므로 더 적은 수의 장비가 필요하다.”
알렉스 키마니는 2008년 시작된 셰일 붐이 10년 만에 사우디아라비아의 가와르(Ghawar) 유전 대신 미국 퍼미안(Permian)이 세계 최대 유전이 된 부분이 역대 가장 인상적인 성장 스토리였다고 말했다. 그는 “수평시추와 수압파쇄 덕분에 미국 원유 생산량은 최소 1,000만~1,100만 배럴 이상 증가했다”는 로이터의 추정치를 언급했다.

특히 재수압파쇄는 셰일 운영사가 기존 유정으로 돌아가 두 번째 고압 분사를 적용해 새로운 유정을 완성하는 데 드는 비용의 일부로 생산량을 늘리는 데 도움이 된다.

이러한 작업은 초기 생산 기간이 지난 유정을 다시 활성화하기 위해서 고안되었으며, 유정 생산성을 거의 원래 또는 그 이상으로 복원하고 생산 수명을 연장할 수 있다.

키마니는 다음과 같이 말했다.
“재수압파쇄는 새로운 유정을 개발하는 데 드는 비용의 일부로 생산량을 빠르게 늘릴 수 있으므로 생산의 부스터샷과 같은 역할을 할 수 있다.”
석유기술저널(Journal of Petroleum Technology)에 따르면 텍사스 남부의 이글포드(Eagle Ford) 셰일 패치의 새로운 연구는 라이너를 사용하는 재수압파쇄된 유정이 최신 완공 설계의 이점을 누리고 있는 새로운 유정을 능가하는 결과를 내고 있다는 점을 보여 주었다.

또한 석유기술저널은 노스다코다의 바켄 셰일(Bakken Shale)에 유가 60달러 기준으로 재수압파쇄 시 20억 달러를 초과 생산할 수 있는 약 400개의 개방 유정(open-hole well)이 있다고 추정한다.

ResFrac의 최고운영책임자인 개럿 파울러(Garrett Fowler)는 재수압파쇄된 유정은 새 유정보다 최대 40% 저렴할 수 있고 노후 유정에서 원유 생산량을 2~3배 늘릴 수 있다고 말했다.

가장 일반적인 재수압파쇄 방법은 원래 유정 시추공 내부에 강철 라이너를 배치한 후 강철 케이싱을 통해 구멍을 뚫어 저류층에 접근하는 것이다. 이러한 공정은 일반적으로 새 유정보다 절반 정도의 강철과 파쇄 모래를 사용한다.

특히 현재와 같은 인플레이션 환경에서는 재수압파쇄가 합리적일 수 있다. 지난 4월, 텍사스 소재 셰일 생산업체인 캘런 페트롤리엄 컴퍼니는 파쇄 모래, 시추 파이프, 인건비로 인해 시추 및 유정 완공 서비스 비용이 전년 대비 20% 증가했다고 발표했다.

노스다코다의 바켄 셰일에서 시추하는 캘런 페트롤리엄(NYSE:CPE)과 헤스(NYSE:HES)는 비용보다는 자본적 지출 예산을 크게 늘려야 했다. 캘런은 원래 예산에 7,500만 달러를 추가했고 헤스는 지출에 2억 달러를 추가했다.

수압파쇄 회사 할리버튼(NYSE:HAL)의 지역 부사장인 스티븐 인그램(Stephen Ingram)은 다음과 같이 말했다.
“재수압파쇄와 같은 기술을 통해 업계는 이러한 저류층에서 원유 및 가스를 계속 얻을 수 있다.”
재수압파쇄의 또 다른 주요 이점은 추가적인 주정부 허가나 토지 소유자와의 새로운 협상이 필요하지 않다는 점이다. 그리고 유정 부지에 이미 도로가 연결되어 있기 때문에 환경파괴도 적다.

에너지 컨설팅 기업 프라이머리 비전 네트워크(Primary Vision Network)의 매트 존슨(Matt Johnson) CEO는 최근 로이터와의 인터뷰에서 다음과 같이 말했다.
“인플레이션, 공급망 문제, 임금 상승을 고려할 때 지금이야말로 사업자가 유정 재수압파쇄 기회를 모색할 좋은 시기다.”
그러나 모든 기회에도 불구하고 키마니는 재수압파쇄가 미국 시추에서 여전히 주변 기술이라고 지적한다. 노르웨이 에너지 컨설팅 기업인 리스타드 에너지(Rystad Energy)는 1월부터 9월까지 수행된 미국의 수평 유정 자극에서 총 8,900건의 자극 중 200건(약 2%)이 재수압파쇄된 유정이었다고 추정했다.

대부분은 미국 텍사스와 뉴멕시코에 걸쳐 있는 퍼미안 분지에 있고, 2018년 이전에 시추된 유정과 관련이 있다. 또한 리스타드 에너지는 연말까지 건수가 약 400건으로 늘어날 것으로 추정했으며 그렇게 되면 3%가 조금 넘는 수준이 될 것이다. 이는 작년 최종 집계된 409건과 비슷한 수치다.

리스타드 셰일 리서치의 선임 애널리스트인 저스틴 마요르가(Justin Mayorga)는 석유기술저널에서 다음과 같이 전했다.
“재수압파쇄는 굉장한 틈새시장이다. 재수압파쇄를 하고 있는 회사들은 아마도 계속하겠지만, 내년에 폭발적으로 증가할 것 같지는 않다. 올해 전체 완료 건수 2~3%와 매우 비숫한 수준의 안정적 활동이 예상된다.”
많은 미국 셰일 생산업체는 오래된 유정에서 생산량을 늘리기보다는 동일한 패드를 공유하는 새로운 하위 유정을 보호하기 위해 재수압파쇄를 사용한다. 그럼에도 불구하고 유전 장비 공급업체 MorphPackers의 최고경영자인 알프레도 산체스(Alfredo Sanchez)는 퍼미안 분지에 위치한 수만 개의 유정이 재수압파쇄에 적합한 후보라고 추정한다.

필자는 재수압파쇄 성장 속도가 달팽이처럼 느린 2가지 이유를 들 수 있다.

첫 번째는 돈과 관련이 있다. 재수압파쇄 기술은 신중하게 다루지 않으면 이전처럼 생산량이 폭증해 유가를 다시 하락시킬 수 있는 기술이다. 현재 셰일 기업들이 기록적인 이익을 누리는 상황에서 그런 문제를 원하지는 않을 것이다. 또한 사우디아라비아는 미국 원유 업계를 매의 눈으로 지켜보고 있으며, 사우디아라비아의 보복 위협도 그 어느 때보다 크다.

두 번째는 정치다. 미국 원유 업계는 행정부 초기의 화석연료 비우호적 정책으로 인해 바이든 대통령의 숙적이다. 업계의 많은 사람들에게는 생산량을 늘리는 것이 현재 인플레이션 환경에서 바이든 대통령을 정치적으로 보상해 주는 의미가 될 수 있다. 그러면 너무 과도한 보상이 될 것이다.

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