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배재유,서유석,장일식 한국자원공학회 2013 한국자원공학회지 Vol.50 No.6
The grid system with theoretical or numerical aquifer models is required to save time and cost for CCS simulation. The results from the grid system with theoretical or numerical aquifer models were compared with the full grid system for large aquifer in terms of CO2 injection rate, pressure, and pressure-derivative profile. As a result, Carter-Tracy model presented the best performance, but the results was deviated slightly from those of the full grid system over time, which was attributed to the method for calculating the equivalent radius of the aquifer model based on the contacted area between the grid system and the aquifer model. This study suggested the correlation equation that modified input data for the aquifer model, which resulted in good matches of the results between the model with the Carter-Tracy aquifer and the full grid system. However, the grid system with an aquifer model should be large enough for CO2 plume not to reach the outer boundary of the system during the simulation time. CO2 지중저장에 대한 시뮬레이션 수행 시 컴퓨터의 용량과 속도의 제한으로 인해 이론적 또는 수치적 대수층 모델을 사용한 격자시스템 구성이 필수적이다. 이 연구에서는 작은 규모의 격자시스템과 주요 대수층 모델을 사용하여 대규모 격자시스템의 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 이론적 또는 수치적 대수층 모델의 결과를 CO2 주입량, 압력, 그리고 압력 도함수에 대해 비교한 결과 Carter-Tracy 모델이 대규모 격자모델과 가장 잘 일치하지만 시간이 지남에 따라 편차가 발생하는 것을 확인하였다. 이는 대수층 모델의 등가반경을 결정하는 기법에서 오는 오차로 이 문제를 해결할 수 있는 관계식을 제시하였다. 그 결과 Carter-Tracy 대수층을 사용한 모델과 대규모 격자모델의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다. 그러나 이러한 대수층 모델을 사용할 때는 시뮬레이션 기간 동안 CO2 자유가스가 격자의 외부경계에 도달하지 않도록 격자규모를 충분히 크게 해야 한다.
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캐나다 아퀴스토어 CCS 프로젝트의 이산화탄소 모니터링을 위한 Baseline 탄성파 속성분석
정순홍,김병엽,배재유,Cheong, Snons,Kim, Byoung-Yeop,Bae, Jaeyu 대한자원환경지질학회 2013 자원환경지질 Vol.46 No.6
주입된 $CO_2$가 환경에 영향을 미치지 않고 지하에서 안정적으로 저장되어 있는지를 총체적으로 모니터링 하는 주입 및 주입 후 관리 (Monitoring, Mitigation and Verification, MMV) 기술은 이산화탄소 지중저장 분야에서 경제적 및 환경적으로 매우 중요한 역할을 하고 있다. 특히, 해외 대규모 지중저장 프로젝트 사례를 보았을 때 주입한 $CO_2$의 거동을 가장 효율적으로 모니터링할 수 있는 방법 중의 하나로 탄성파를 이용한 시간 경과 (Time-lapse) 모니터링 기술이 그 핵심으로 떠오르고 있다. 이 연구에서는 캐나다 Estevan에 위치한 Aquistore 이산화탄소 주입 현장의 3차원 베이스라인 (baseline) 탄성파 자료를 수집하고 분석하여 국내 지중저장 탄성파 모니터링 실증화를 위한 기초 연구를 수행하였다. 이산화탄소 주요 저장 대상층은 탄성파 도달 시간 1,800 ~ 1,900 ms 깊이의 Winnipeg 와 Deadwood 사암층이다. Aquistore 탄성파 자료에 대한 에너지, 유사도(similarity)를 도출하고 주파수를 분해하여 $CO_2$ 주입 대상층의 특성을 규명하였다. 그 결과 등시선도 1,800 ms의 연구지역 북측, 1,850 ms의 남측에 탄성파 에너지가 큰 영역이 집중적으로 분포함을 확인할 수 있었고, 탄성파 에너지 속성을 도시하여 반사계수가 큰 사질 퇴적양상이 우세한 영역을 구분할 수 있었다. 또한 탄성파 기록의 유사도를 도출하여 두 개의 주요한 구조선이 북서-남동 방향으로 지중저장 대상층을 절단함을 확인하였다. 탄성파자료의 주파수를 성분별로 분해하고 5, 20 및 40 Hz 성분을 분석한 결과 연구지역의 중앙에서 동서 방향으로 발달하는 균질한 퇴적 양상이 구체화되었다. 베이스라인 자료의 경우 추가적으로 인위적인 잡음을 제거하고 층서 해석 결과를 통합하여 이산화탄소 지중저장 영역을 묘사한다면 시간경과 모니터링 자료와의 효율적인 대비가 가능할 것이다. $CO_2$ Monitoring, Mitigation and Verification (MMV) is the essential part in the Carbon Capture and Storage (CCS) project in order to assure the storage permanence economically and environmentally. In large-scale CCS projects in the world, the seismic time-lapse survey is a key technology for monitoring the behavior of injected $CO_2$. In this study, we developed a basic process procedure for 3-D seismic baseline data from the Aquistore project, Estevan, Canada. Major target formations of Aquistore CCS project are the Winnipeg and the Deadwood sandstone formations located between 1,800 and 1,900 ms in traveltime. The analysis of trace energy and similarity attributes of seismic data followed by spectral decomposition are carried out for the characterization of $CO_2$ injection zone. High trace energies are concentrated in the northern part of the survey area at 1,800 ms and in the southern part at 1,850 ms in traveltime. The sandstone dominant regions are well recognized with high reflectivity by the trace energy analysis. Similarity attributes show two structural discontinuities trending the NW-SE direction at the target depth. Spectral decomposition of 5, 20 and 40 Hz frequency contents discriminated the successive E-W depositional events at the center of the research area. Additional noise rejection and stratigraphic interpretation on the baseline data followed by applying appropriate imaging technique will be helpful to investigate the differences between baseline data and multi-vintage monitor data.
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비주얼 통계적-2상유동 생산감퇴곡선 분석 모델 개발 및 응용
이영수,최진희,최해원,배재유,장일식,김지영,성원모 한국자원공학회 2008 한국자원공학회지 Vol.45 No.6
In this study, the visual integrated model that is available to predict the future productivity of production well has been developed. This model which is based on conventional decline curve analysis method is for two phase decline curve analysis. This model is composed of three modules. First one is a decline type curve module that can analyze reservoir characteristics such as permeability, skin factor et al. using transient production data. The second is statistical-decline curve module which is able to predict productivity with high confidence level by using production data in depletion stage. The third one is the two phase (oil-water) decline curve module for the future performance of high WOR well. For the utilization of these modules, a user-friendly visual model of the integrated decline curve analysis was developed in this study. In order to validate the developed model, the decline curve analysis on the production data containing large amount of water in SES producing oil field, Indonesia, was carried out. As a results, in case of the well showing a conventional decline curve trend, more reliable prediction could be obtained through the statistical decline curve analysis module. In the analysis of the well producing large amount of water in waterflooded reservoir, the result of decline curve analysis based on two phase flow shows relatively excellent producing performances even though the enhanced production data is not included in the analysis. Also, the radius of investigation, permeability and skin factor at both transient and depletion stage were calculated from the model. It is found that the matching result between actual data and type curves is correct.
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