석유 및 가스 산업 디지털 전환 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

석유 및 가스 산업 디지털 전환 시장 개요 (2026-2031)

Mordor Intelligence의 분석에 따르면, 석유 및 가스 산업의 디지털 전환 시장은 2026년 721억 8천만 달러 규모에서 2031년까지 1,248억 9천만 달러로 성장할 것으로 전망됩니다. 예측 기간(2026-2031) 동안 연평균 성장률(CAGR)은 11.59%에 달할 것입니다. 가장 빠르게 성장하는 시장은 아시아 태평양 지역이며, 북미가 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 시장 집중도는 낮은 편입니다.

운영사들은 인공지능(AI), 산업용 사물 인터넷(IIoT), 클라우드 네이티브 아키텍처에 대한 투자를 가속화하여 손익분기점을 낮추고, 노후 유전의 수명을 연장하며, 강화되는 배출량 공개 규정을 준수하고자 합니다. 2025년에는 소프트웨어가 가장 큰 지출 범주였으나, 통합, 사이버 보안, 변화 관리 아웃소싱의 급증으로 서비스 부문으로 지출 비중이 이동하고 있습니다. IIoT 배포가 대부분 이니셔티브의 원격 측정 기반을 형성했지만, 자율 시추 및 예측 유지보수 프로그램에 가장 빠른 예산 성장이 집중되고 있습니다. 지역별로는 북미가 셰일 운영사의 데이터 기반 완성 설계 덕분에 여전히 지출의 3분의 1 이상을 차지하며, 아시아 태평양 지역은 국영 석유 회사들이 LNG 수출 일정 및 전력 부문 탈탄소화 목표를 달성하기 위해 인프라를 현대화하면서 가장 빠르게 성장하고 있습니다.

주요 보고서 요약:

* 구성 요소별: 2025년 매출 점유율은 소프트웨어가 44.53%로 선두를 차지했으며, 서비스는 2031년까지 12.62%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다.
* 기술별: 2025년 디지털 전환 시장 점유율은 사물 인터넷(IoT)이 26.37%를 차지했으며, 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 솔루션은 2031년까지 13.01%의 CAGR로 확장될 것입니다.
* 애플리케이션별: 2025년 지출의 38.81%는 업스트림 운영이 차지했으며, 다운스트림 정제 및 석유화학 부문은 2031년까지 12.23%의 CAGR로 성장할 것으로 전망됩니다.
* 배포 모드별: 2025년 디지털 전환 시장 규모의 61.54%는 온프레미스 인프라가 차지했으며, 클라우드 배포는 2031년까지 11.91%의 CAGR로 증가할 것으로 예상됩니다.
* 지역별: 2025년 지출의 33.53%는 북미가 차지했으며, 아시아 태평양 지역은 2026년부터 2031년까지 12.68%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있습니다.

시장 동인 및 트렌드:

* 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML) 도입 (예측 유지보수 및 자율 운영): AI/ML은 지하 모델링 주기를 단축하고, 비트 중량 및 회전 속도의 폐쇄 루프 제어를 가능하게 하여 시추 경제성을 혁신하고 있습니다. SLB와 Equinor는 브라질 연안에서 자율 방향 시추를 시연하여 시추 기간을 15% 단축했습니다. 예측 유지보수는 전기 수중 펌프(ESP) 알고리즘이 고장 징후를 예측하여 연간 수십만 배럴의 생산량을 추가하는 등 상당한 투자 회수 효과를 제공합니다. 사우디 아람코의 AI 인프라는 얀부 정유 공장의 온실가스 집약도를 23% 줄이고 쿠라이스 유전의 유지보수 비용을 30% 절감했습니다. 이는 AI가 운영 비용 절감과 배출량 감소라는 이중 이점을 제공함을 입증합니다.
* 산업용 사물 인터넷(IIoT) 및 엣지 컴퓨팅 (실시간 자산 모니터링): 수천 개의 센서 노드가 유정, 압축기, 파이프라인 구간을 감시하며 데이터를 로컬 엣지 서버로 스트리밍하여 위성 연결이 끊어져도 이상 감지 모델을 실행합니다. 쿠라이스 스마트 유전은 IIoT 모니터링 도입 후 전력 사용량을 18% 줄이고 검사 시간을 40% 단축했습니다. 드론과 웨어러블 기기를 엣지 분석과 결합하면 검사 시간을 최대 90% 단축하여 숙련된 인력을 고부가가치 작업에 투입할 수 있습니다. ISO 15926-6:2024 데이터 교환 규정 준수는 센서 원격 측정 데이터가 맞춤형 통합 없이 다중 벤더 디지털 트윈에 공급될 수 있도록 보장하여 IIoT 도입을 가속화하고 있습니다.
* 클라우드 마이그레이션 (확장 가능한 데이터 통합 및 고급 분석): 레거시 시스템을 클라우드 인프라로 재구축하면 수십 년 된 데이터 사일로를 제거하고, 탄력적인 컴퓨팅을 제공하여 저류층 시뮬레이션 주기를 단축하고 애플리케이션 출시를 가속화합니다. ExxonMobil은 Cerebre와의 파트너십을 통해 운영 및 엔터프라이즈 스트림을 단일 진실 공급원으로 통합하는 클라우드 네이티브 데이터 패브릭을 구축하여 전 세계적으로 예측 유지보수를 가능하게 했습니다. TotalEnergies는 클라우드 플랫폼을 활용하여 엔지니어링 문서에 대한 대규모 언어 모델을 훈련하고, 엔지니어에게 문제 해결 절차를 몇 초 만에 검색하는 생성형 보조 기능을 제공합니다.
* 에너지 전환 의무 (배출량 모니터링 및 탄소 집약도 최적화): 강화되는 규제 표준은 운영사들에게 지속적인 모니터링 시스템을 설치하고 탄소 데이터를 재무 보고서에 통합하도록 강제하고 있습니다. 얀부 정유 공장의 디지털 트윈은 용광로 연소 패턴을 조정하고 플레어링을 최소화하여 생산량을 희생하지 않고도 온실가스 배출량을 줄입니다. 공정 시뮬레이션 트윈은 정유사들이 수소 혼합, 탄소 포집 개조, 증기 전기화를 자본 투입 전에 테스트할 수 있도록 하여 규정 준수를 마진 보호 수단으로 전환합니다.

시장 제약 요인:

* 운영 기술(OT) 및 정보 기술(IT) 융합의 사이버 보안 취약성: 많은 분산 제어 및 감독 제어 시스템은 네트워크 연결이 존재하기 전에 설계되어 인증, 암호화 또는 침입 탐지 기능이 부족합니다. 해상 시설의 위성 링크는 공격 표면을 넓혀 안전 연동 장치를 조작하거나 생산을 방해할 수 있습니다. 규제 기관은 모든 장치를 인증하는 제로 트러스트 아키텍처를 권장하지만, 이는 IT 및 OT 팀의 공동 거버넌스를 요구합니다.
* 레거시 시스템 통합의 복잡성 및 높은 초기 비용: 브라운필드 정유 공장은 더 이상 벤더가 지원하지 않는 하드웨어에서 제어 로직을 실행하는 경우가 많아, 계획되지 않은 가동 중단 없이는 센서 개조가 위험합니다. 데이터 사일로는 운영사들이 분석 모델 학습 전에 값비싼 미들웨어를 구축하고 히스토리안 아카이브를 수동으로 정리하도록 강제합니다.
* 인력 저항 및 기술 격차: 알고리즘 권고에 대한 인력의 회의론은 기술 도입을 늦추며, 가시적인 경영진의 후원과 광범위한 변화 관리 프로그램이 필요합니다.
* 자본 배분 제약 및 엄격한 투자 회수 기대치: 많은 최고 재무 책임자(CFO)들이 2년 미만의 투자 회수를 요구하는 등 자본 배분 제약이 예산을 더욱 제한합니다.

세그먼트 분석:

* 구성 요소별: 서비스 매출은 12.62%의 CAGR로 성장하며 소프트웨어의 성장률을 능가하고 있습니다. 이는 구현 성공이 시스템 통합, 사이버 보안 강화, 인력 교육에 달려 있기 때문입니다. 소프트웨어는 2025년 디지털 전환 시장 점유율의 44.53%를 차지하며 저류층 시뮬레이터, 디지털 트윈, IoT 미들웨어에 대한 지속적인 수요를 반영합니다. 그러나 운영사들은 라이선스만으로는 도메인 전문가의 데이터 맥락화 및 워크플로우 재모델링 없이는 가치를 창출할 수 없다는 것을 깨달았습니다. 하이브리드 클라우드 및 엣지 아키텍처의 복잡성 증가는 인프라 모니터링, 모델 재조정, 사이버 사고 대응을 위한 관리 서비스의 필요성을 증대시킵니다.
* 기술별: IoT 배포는 2025년 지출의 26.37%를 차지했지만, 가장 큰 가치 이동은 연간 13.01% 성장하는 AI 및 ML로 향하고 있습니다. 일상적인 대시보드 작업은 시추, 생산, 정제 전반에 걸쳐 의사 결정을 자동화하는 예측 및 처방 분석으로 대체되고 있습니다. 생성형 AI 비서는 수십 년간의 엔지니어링 문서를 분석하여 몇 초 만에 문제 해결 단계를 제안함으로써 평균 수리 시간을 단축하고 가동 시간을 늘립니다.
* 애플리케이션별: 업스트림은 2025년 지출의 38.81%로 가장 큰 비중을 차지했으며, 시추 최적화 및 저류층 관리 분석이 회수율에 직접적인 영향을 미쳤습니다. 그러나 다운스트림 시설은 디지털 트윈이 용량 병목 현상을 발견하고 마진 및 배출량에 대한 용광로 연소를 최적화하면서 연간 12.23% 성장하며 빠르게 앞서나가고 있습니다. 사우디 아람코는 Aspen Technology 트윈을 배포한 후 정유 용량을 하루 10만 배럴 늘렸습니다.
* 배포 모드별: 온프레미스 솔루션은 안전에 중요한 제어를 뒷받침하는 에어 갭 환경으로 인해 2025년 지출의 61.54%를 차지했습니다. 그러나 하이브리드 아키텍처가 지연에 민감한 로직을 컴퓨팅 집약적인 분석과 분리하면서 클라우드 배포는 11.91%의 CAGR로 성장하고 있습니다. 운영사들은 이제 히스토리안 데이터를 퍼블릭 클라우드 레이크에 복제하여 대규모 시뮬레이션을 온디맨드로 실행함으로써 통찰력 확보 시간을 단축하는 동시에 제어 시스템 격리를 유지합니다.

지역 분석:

* 북미: 2025년 지출의 33.53%로 가장 큰 비중을 차지했으며, 데이터 기반 완성 설계에 의존하는 셰일 운영사와 증기 보조 중력 배수(SAGD)를 최적화하는 오일샌드 생산자들이 주도했습니다. 이 지역은 풍부한 디지털 인재, 클라우드 지역의 가용성, 효율성 향상에 보상하는 금융 시장의 혜택을 받습니다.
* 아시아 태평양: 12.68%의 가장 빠른 CAGR을 기록하며, 중국, 인도, 동남아시아의 국영 석유 회사들이 LNG 수출 일정 및 확장되는 전력 부문 탈탄소화 약속을 이행하기 위해 레거시 자산을 개조하면서 구조적인 현대화 물결을 겪고 있습니다.
* 유럽: 엄격한 거래 제도 비용과 북해 생산량 감소로 인해 지출의 상당 부분을 배출량 최적화에 할당합니다. 운영사들은 자산 수명을 연장하기 위해 예측 유지보수 스위트와 저류층 최적화 AI를 배포합니다.
* 중동: 사우디 아람코 및 아부다비 국영 석유 회사(ADNOC)와 같은 중동 거대 기업들은 디지털 전환을 국가 다각화 전략으로 간주하며, 4차 산업혁명 기술을 주력 프로젝트에 통합하고 있습니다.
* 남미 및 아프리카: 현재는 점유율이 작지만, 브라질의 심해 유전 개발과 서아프리카의 미개척 유전은 개발 비용 절감을 위해 자율 운영에 크게 의존하고 있습니다.

경쟁 환경:

경쟁은 유전 서비스 대기업, 독립 소프트웨어 벤더, 클라우드 하이퍼스케일러, 시스템 통합업체, 틈새 사이버 보안 전문가를 포함하는 다층적이고 적당한 수준입니다. SLB, Halliburton, Baker Hughes는 디지털 제품을 장비 포트폴리오와 연계하여 하드웨어 판매를 소프트웨어 연간 수익 흐름으로 전환합니다. Cognite, Aspen Technology, Emerson과 같은 독립 벤더는 Aker BP, TotalEnergies, Shell과 다년간의 플랫폼 계약을 체결하여 디지털 트윈 및 산업용 AI를 핵심 워크플로우에 통합합니다. Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud와 같은 클라우드 제공업체는 가치 창출 시간을 단축하는 사전 구축된 가속기를 출시하여 경쟁을 심화하고 있습니다.

Intercontinental Exchange가 Enverus를 60억 달러에 인수한 것은 에너지 데이터 플랫폼에 대한 금융 시장의 인식을 보여줍니다. 운영 기술(OT)을 위한 사이버 보안은 Modbus, OPC 또는 독점 제어 버스에 대한 프로토콜 인식이 부족한 주류 도구로 인해 전문 벤더가 주목받는 미개척 틈새 시장으로 남아 있습니다. 배출량 모니터링 소프트웨어 및 탄소 회계 플랫폼은 새로운 공개 제도로 인해 또 다른 성장 동력을 나타냅니다.

주요 시장 참여 기업:

* IBM Corporation
* Microsoft Corporation
* Cognizant Technology Solutions
* Hewlett Packard Enterprise
* SAP SE

최근 산업 동향:

* 2026년 1월: Deloitte는 기업 및 사모펀드 리더의 86%가 인수합병(M&A) 워크플로우에 생성형 AI를 통합하고 있다고 강조하며, 거래 평가에서 디지털 역량의 가치가 상승하고 있음을 보여주었습니다.
* 2025년 11월: BP는 유정 비용 및 비생산 시간을 줄이는 머신러닝 기반 시추를 상세히 설명하는 자동화된 업스트림 전략을 발표했습니다.
* 2025년 11월: 사우디 아람코의 5개 글로벌 등대 네트워크 시설은 얀부 정유 공장에서 온실가스 배출량을 23% 줄이고 쿠라이스 유전에서 유지보수 비용을 30% 절감했습니다.
* 2025년 9월: SLB는 RESMAN Energy Technology 인수에 합의하여 무선 트레이서 진단 기능을 생산 포트폴리오에 추가했습니다.

본 보고서는 석유 및 가스 산업 내 디지털 전환 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 연구는 시장의 정의, 범위, 연구 방법론, 주요 요약, 시장 환경, 규모 및 성장 예측, 경쟁 환경, 그리고 시장 기회 및 미래 전망을 다룹니다.

시장 규모 측면에서, 석유 및 가스 산업의 디지털 전환 시장은 2026년 798.4억 달러 규모에서 2031년까지 1,381.8억 달러에 도달할 것으로 전망되며, 해당 기간 동안 연평균 성장률(CAGR)은 11.59%를 기록할 것으로 예상됩니다.

시장의 주요 성장 동력으로는 사물 인터넷(IoT) 기반의 운영 효율성 증대, 예측 유지보수를 통한 운영 비용(OPEX) 절감, 디지털 트윈을 활용한 자산 수명 연장, 실시간 데이터를 요구하는 탈탄소화 규제 강화, 저류층 CO2 모니터링 의무화, 그리고 양자 컴퓨팅 기반 지진 역산 파일럿 프로젝트 등이 있습니다. 반면, 상호운용성 문제 및 레거시 SCADA 시스템 종속, 초기 자본 지출(CAPEX) 부담 및 투자 수익(ROI) 불확실성, 원격 지역의 디지털 기술 인력 이탈, 엣지 컴퓨팅 사이버 보험 격차 등은 시장 성장을 저해하는 주요 요인으로 분석됩니다.

본 시장은 구성 요소(하드웨어, 소프트웨어, 서비스), 기술(분석, 인공지능 및 머신러닝, 사물 인터넷, 클라우드 및 엣지 컴퓨팅, 산업용 로봇, 사이버 보안 등), 애플리케이션(업스트림, 미드스트림, 다운스트림), 배포 모드(온프레미스, 클라우드), 그리고 지역(북미, 남미, 유럽, 아시아 태평양, 중동, 아프리카)별로 세분화되어 심층적으로 분석됩니다.

특히, 아시아 태평양 지역은 국영 석유 회사들의 자산 현대화 및 액화천연가스(LNG) 인프라 확장에 힘입어 12.68%의 가장 높은 CAGR로 빠르게 성장하는 지역으로 주목받고 있습니다. 구성 요소별로는 통합 복잡성, 사이버 보안 요구사항, 인력 변화 관리 필요성 등으로 인해 서비스 부문이 연간 12.62% 성장하며 소프트웨어 성장을 앞지르고 있습니다. 기술 분야에서는 인공지능 및 머신러닝이 운영자들이 단순 대시보드를 넘어 예측 유지보수 및 자율 운영으로 전환함에 따라 연간 13.01% 성장하며 가장 많은 투자를 유치하고 있습니다. 또한, 배출량 규제는 지속적인 모니터링, 디지털 트윈, 탄소 회계 플랫폼에 대한 투자를 촉진하여 규제 준수를 마진 보호 수단으로 활용하는 경향을 보입니다.

디지털 전환의 주요 활용 사례로는 유정 현장 모니터링, 화학 물질 주입 자동화, 탱크 수위 모니터링, 펌프 모니터링, 파이프라인 상태 모니터링, 환경 모니터링, 위험 관리, AI 기반 감시 및 모니터링, 시뮬레이션 모델 등이 있습니다.

경쟁 환경 분석은 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석을 포함하며, IBM, Microsoft, Schlumberger, Halliburton, Baker Hughes, Honeywell, Siemens, SAP, Oracle, Cisco 등 29개 주요 기업에 대한 상세 프로필을 제공합니다. 보고서는 또한 시장의 미개척 영역과 충족되지 않은 요구 사항을 평가하여 미래 시장 기회와 전망을 제시합니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

• 4.1 시장 개요
• 4.2 거시 경제 요인이 시장에 미치는 영향
• 4.3 시장 동인
  • 4.3.1 IoT 기반 운영 효율성 증대
  • 4.3.2 예측 유지보수를 통한 운영 비용(OPEX) 절감
  • 4.3.3 디지털 트윈을 통한 자산 수명 연장
  • 4.3.4 실시간 데이터를 요구하는 탈탄소화 규제
  • 4.3.5 저류층 CO2 모니터링 의무화
  • 4.3.6 양자 준비 지진 역전 파일럿
• 4.4 시장 제약
  • 4.4.1 상호 운용성 및 레거시 SCADA 종속성
  • 4.4.2 초기 자본 지출(CAPEX) 및 ROI 불확실성
  • 4.4.3 원격 분지에서의 디지털 기술 인력 이탈
  • 4.4.4 엣지 컴퓨팅 사이버 보험 격차
• 4.5 산업 가치 / 공급망 분석
• 4.6 규제 환경
• 4.7 기술 전망
• 4.8 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
  • 4.8.1 신규 진입자의 위협
  • 4.8.2 공급업체의 교섭력
  • 4.8.3 구매자의 교섭력
  • 4.8.4 대체재의 위협
  • 4.8.5 산업 내 경쟁
• 4.9 디지털 전환의 새로운 활용 사례
  • 4.9.1 유정 현장 모니터링
  • 4.9.2 화학 물질 주입 자동화
  • 4.9.3 탱크 수위 모니터링
  • 4.9.4 펌프 모니터링
  • 4.9.5 파이프라인 상태 모니터링
  • 4.9.6 환경 모니터링
  • 4.9.7 위험 관리
  • 4.9.8 AI 기반 감시 및 모니터링
  • 4.9.9 시뮬레이션 모델

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치)

• 5.1 구성 요소별
  • 5.1.1 하드웨어
  • 5.1.2 소프트웨어
  • 5.1.3 서비스
• 5.2 기술별
  • 5.2.1 분석
  • 5.2.2 인공지능 및 머신러닝
  • 5.2.3 사물 인터넷
  • 5.2.4 클라우드 및 엣지 컴퓨팅
  • 5.2.5 산업용 로봇
  • 5.2.6 사이버 보안
  • 5.2.7 기타 기술
• 5.3 애플리케이션별
  • 5.3.1 업스트림
  • 5.3.2 미드스트림
  • 5.3.3 다운스트림
• 5.4 배포 모드별
  • 5.4.1 온프레미스
  • 5.4.2 클라우드
• 5.5 지역별
  • 5.5.1 북미
  • 5.5.1.1 미국
  • 5.5.1.2 캐나다
  • 5.5.1.3 멕시코
  • 5.5.2 남미
  • 5.5.2.1 브라질
  • 5.5.2.2 아르헨티나
  • 5.5.2.3 남미 기타 지역
  • 5.5.3 유럽
  • 5.5.3.1 영국
  • 5.5.3.2 노르웨이
  • 5.5.3.3 독일
  • 5.5.3.4 유럽 기타 지역
  • 5.5.4 아시아 태평양
  • 5.5.4.1 중국
  • 5.5.4.2 인도
  • 5.5.4.3 일본
  • 5.5.4.4 대한민국
  • 5.5.4.5 아시아 태평양 기타 지역
  • 5.5.5 중동
  • 5.5.5.1 아랍에미리트
  • 5.5.5.2 사우디아라비아
  • 5.5.5.3 중동 기타 지역
  • 5.5.6 아프리카
  • 5.5.6.1 남아프리카 공화국
  • 5.5.6.2 케냐
  • 5.5.6.3 아프리카 기타 지역

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 수준 개요, 시장 수준 개요, 핵심 부문, 재무 정보(가능한 경우), 전략 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 IBM Corporation
  • 6.4.2 Microsoft Corporation
  • 6.4.3 Schlumberger NV
  • 6.4.4 Halliburton Company
  • 6.4.5 Baker Hughes Company
  • 6.4.6 Honeywell International Inc.
  • 6.4.7 Siemens AG
  • 6.4.8 SAP SE
  • 6.4.9 Oracle Corporation
  • 6.4.10 Cisco Systems, Inc.
  • 6.4.11 Cognizant Technology Solutions Corporation
  • 6.4.12 Hewlett Packard Enterprise Company
  • 6.4.13 Infosys Limited
  • 6.4.14 Fujitsu Limited
  • 6.4.15 Hitachi, Ltd.
  • 6.4.16 ABB Ltd.
  • 6.4.17 Emerson Electric Co.
  • 6.4.18 Schneider Electric SE
  • 6.4.19 Rockwell Automation, Inc.
  • 6.4.20 Accenture plc
  • 6.4.21 Amazon Web Services, Inc.
  • 6.4.22 PTC Inc.
  • 6.4.23 Kongsberg Digital AS
  • 6.4.24 Yokogawa Electric Corporation
  • 6.4.25 Weatherford International plc
  • 6.4.26 Aspen Technology, Inc.
  • 6.4.27 C3.ai, Inc.
  • 6.4.28 Aker Solutions ASA
  • 6.4.29 AVEVA Group plc

7. 시장 기회 및 미래 전망