남해 대륙붕 제주분지의 석유시스템 모델링 (Petroleum system modeling of the Jeju basin, offshore southern Korea)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 49권 / 4호 / 473 ~ 491페이지
· 저자명 : 김성희, 손병국

초록

남해 대륙붕 제주분지에 대한 석유시스템 모델링을 수행하여 이 지역의 탄화수소 생성과 이동 그리고 집적 형태를 분석하였다. 1D 모델링 결과, 연구된 모든 시추공은 석유시스템의 필수 요소인 근원암, 저류암, 덮개암, 그리고 피복 하중암(overburden rock)을 갖추고 있으며, 시추 심도 내에 존재하는 잠재 근원암에서 탄화수소가 생성되었다. 그러나 생성된 탄화수소의 배출은 잠재 근원암이 가장 깊게 매몰된 시추공에서만 이루어졌다. 따라서 탄화수소를 배출한 유효 근원암은 4,000 m보다 깊은 곳에 존재하는 것으로 추정된다. 이를 확인하기 위해, 가스 징후(gas show)가 확인된 시추공에 인접한 탄성파 단면에 대하여 2D 모델링을 수행하였으며, 그 결과 유효 근원암에서 탄화수소의 생성과 배출 그리고 이동이 관찰되었다. 탄화수소는 약 20 Ma를 전후하여 최대로 배출되었으나, 약 11∼7 Ma에 발생한 대규모의 융기에 의해 지층에 포화되어 있는 가스의 대부분이 지표로 누출되었다. 이후 지속적인 퇴적작용으로 인해 근원암의 최하부에서는 탄화수소의 생성이 계속되며, 탄화수소는 더 이상 배출되어 이동하지 못하고 지하 심부에 그대로 존재한다. 또한 탄성파 단면에서 가장 깊은 심도에 가상의 시추공을 2공 설정하여 1D 모델링을 실시한 결과, 2D 모델링에서 계산된 탄화수소의 생성 및 배출 시기가 잘 일치하는 것이 확인된다. 이와 같이 소규모의 탄화수소 집적체가 지하 깊은 심도에 국한되어 나타나는 이유는 제주분지가 작은 소분지로 이루어져 있기 때문에 다량의 탄화수소가 생성되기 어렵고, 단층에 의해 탄화수소의 수평 이동이 제약을 받았기 때문인 것으로 판단된다. 또한 탄화수소의 최대 배출은 연구지역 내에 구조트랩이 형성되기 이전에 일어났기 때문에, 현재 지하 심부에 남아있는 탄화수소는 층서트랩의 형태로 집적되어 있을 가능성이 높다.

영어초록

Petroleum system modeling was performed to analyze the history of hydrocarbon generation, migration, and accumulation of the Jeju basin, offshore southern Korea. 1D modeling indicates that all wells in this study have essential elements of the petroleum system, including source rock, reservoir rock, seal and overburden rocks. In addition, hydrocarbons are generated from potential source beds identified at depth intervals of wells. However, the expulsion of the hydrocarbons generated is shown only at the deeply drilled wells. Effective source rocks, which expelled hydrocarbons, would be presented in the deeper strata than 4,000 m. To verify the effective source rocks and hydrocarbons migration, 2D modeling was conducted on seismic sections across the wells in which gas show was identified. 2D modeling displays generation, expulsion, and migration of hydrocarbons from the effective source rocks. A large amount of hydrocarbons began to expel at early Miocene, although the hydrocarbons have been seeped out to the surface because an intense uplift occurred at late Miocene. Hydrocarbons are generated continuously from the bottom of source rocks, and the hydrocarbons stays at the deep strata. Additional 1D modeling was also conducted on two pseudo-wells that were drilled at two pods of the source strata. The results show that timing of generation and expulsion is coincident with each other between 1D and 2D models. Small-sized accumulations of hydrocarbons would exist locally at the deeply buried strata because the Jeju basin consists of many depressions or sags in which a large amount of hydrocarbons cannot be generated. Moreover, many faults prevent hydrocarbons from horizontal migration. Hydrocarbons would be trapped stratigraphically, rather than structurally because the expulsion of the hydrocarbon generated predates the formation of structural traps.

참고자료

· 없음