남해 대륙붕 제주분지의 북동쪽 말단부에 위치하는 소라분지에 대해 석유시스템 모델링을 수행하여 탄화수소의 생성, 이동, 집적 과정을 규명하였다. 소라분지는 석유시스템의 필수적인 지질학적 구성요소인 근원암, 저류암, 덮개암, 그리고 피복하중암을 갖추고 있는 것으로 확인된다. 1-D 모델링 결과, 시추공 최하부의 에오세 근원암에서 탄화수소가 생성되었으며, 탄화수소의 배출은 매몰심도가 깊은 분지 중심부에서만 발생한다. 3-D 모델링 결과, 저류암 내의 탄화수소는 북서방향과 동쪽 방향의 분지 가장자리로 이동하는 것이 관찰된다. 이러한 결과를 바탕으로 분지 전체를 가로지르는 탄성파 단면에 대한 2-D 모델링을 수행하여 탄화수소의 생성, 이동, 집적을 규명하였다. 그 결과, 탄화수소는 약 28 Ma에 배출되어 상위지층으로 활발하게 이동하는 것이 관찰된다. 탄화수소는 주로 분지 내에 발달한 단층을 통해 이동하였으며, 일부는 지층경계를 따라 이동하였다. 퇴적층의 매몰이 지속됨에 따라 근원암에서 탄화수소의 생성은 계속되었으나, 생성된 탄화수소가 배출되지 못하고 심부 근원암내에 남아있는 것이 관찰된다. 또한 2-D 단면상의 최대매몰 지역에 가상시추공을 설정하여 탄화수소의 생성과 배출 시기를 확인하였으며, 2-D 모델링 결과와 잘 일치하는 것이 확인된다. 이와 같이 모델링을 통해 탄화수소의 생성, 이동, 집적과정이 잘 관찰되어 석유시스템이 인지되며, 이는 시추공에서 확인된 유징과 가스징의 존재로 실증된다. 한편, 소라분지는 분지규모가 작고 매몰심도가 깊지 않았기 때문에 근원암에서 많은 양의 탄화수소가 생성되기 어려웠을 것이며, 이에 따라 탄화수소 집적체의 규모도 비교적 작았을 것으로 판단된다.
Petroleum system modeling was performed on the Sora Basin located in the northeastern tip of the Jeju Basin, offshore southern Korea to understand generation, migration, and accumulation of hydrocarbon. The Sora Basin has geologically essential elements of petroleum system, including source rock, reservoir rock, seal rock, and overburden rocks. 1-D modeling indicates that hydrocarbons are generated from the lowermost Eocene source rock, and expelled actively from the source rock that is situated within the depocenter of the basin. 3-D modeling shows that hydrocarbon migrates northwest and east toward the margin of the basin. 2-D modeling was carried out on a seismic section across the entire basin to clarify generation, migration, and accumulation of hydrocarbon in the Sora Basin. The result of 2-D modeling indicates that hydrocarbon begins to be expelled from the source rock and migrates actively upward at 28 Ma. The migration mainly occurred along the faults developed within the basin. In addition, the formation boundaries also act as lateral migration paths. A significant amount of hydrocarbon, which failed to be expelled, still remains in the deep source rock although hydrocarbon generation continued as burial depth increased. Additional 1-D model was also made on a pseudo-well drilled at a pod of the source strata. The result shows that timing of generation and expulsion of hydrocarbon is well coincident with the 2-D modeling result. All the modeling results in this study could be validated by the oil and gas shows observed during the drilling work. A huge amount of hydrocarbon, however, may not be possible to be generated from the source rock due to small size of basin and low degree of burial. Consequently, the hydrocarbon accumulations would be relatively the small-sized in the basin.
Ⅰ.서 론 1Ⅱ.석유시스템 및 석유시스템 모델링 개념 41.석유시스템의 개념 42.석유시스템 모델링의 개념 및 목적 93.석유시스템 모델링 계산 방법 124.석유, 가스의 생성모델 개념 155.석유, 가스의 이동모델 개념 18Ⅲ.연구방법 및 자료 23Ⅳ.지질개요 26Ⅴ.시추공 1-D 모델링 281.입력 개념 및 조건 282.열성숙도 및 고지열류량 모델 343.1-D 모델링 결과 40Ⅵ.3-D 공간 이동 모델링 441.입력 개념 및 조건 442.3-D 석유 이동 모델 47Ⅶ.2-D 이동 모델링 491.입력 개념 및 조건 492.2-D 석유 이동 모델 52Ⅷ.토의 591.탄화수소의 생성 592.탄화수소의 이동-집적 62Ⅸ.결론 64참고문헌 66