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해저모방반사면(BSR)을 이용한 하이드레이트 퇴적층 분류체계 분석 연구
성원모,왕지훈,박정균,이정환,임종세 한국자원공학회 2009 한국자원공학회지 Vol.46 No.3
In this study, the complemented classification criterion of the hydrate sedimentary configuration is presented in order to systematize and classify each sedimentary structure and feature of regions in which hydrate reserves verified, based on the form of bottom simulating reflector (BSR). Gas chimney which indicates fine permeability and high saturation of both hydrate and free gas exist in deposit type A, while type B is the hydrate sedimentary layer which contains anticline or syncline structures, folds, and faults. The hydrate layers classified into deposit type C lay horizontally. In the case of the type of deposit D, BSR is indistinct and discontinuous due to nonexistence of free gas underneath the hydrate layer, and the productivity of the type D structure is less favorable. Through the new classification criterion of hydrate sedimentary layer this study presents, we intend to put it into practical application for exploration and development of the hydrate layer in the Ulleung basin, East sea. 이 연구에서는 하이드레이트층 하부에서 관측되는 해저모방반사면(BSR)의 형태와 하이드레이트의 생산성에 영향을 미칠 수 있다고 판단된 여러 지질학적 특징들에 기초하여 보완된 하이드레이트의 퇴적형태 분류기준을 제시하였다. 또한, 국내의 하이드레이트 퇴적층을 포함, 전 세계의 하이드레이트 부존 확인지역의 자료들을 조사하여 각 퇴적층 구조 및 특징들을 분석하고 이들을 체계화하여 분류하는데 중점을 두었다. 이 연구에서는 분류 기준을 세분화하여 하이드레이트의 부존형태를 총 4가지로 분류하였다. 부존타입 A, B, C는 하이드레이트층 하부에 자유가스가 존재하는 구조로서 생산성이 양호한 형태이며, 부존타입 A는 양호한 투과도와 하이드레이트 및 자유가스의 높은 포화율을 지시하는 가스침니가 존재하는 형태, B는 배사․향사구조, 습곡 및 단층이 나타나는 형태의 하이드레이트 퇴적층, 부존타입 C는 하이드레이트층이 수평한 형태이다. 부존타입 D는 하이드레이트층 하부에 자유가스가 존재하지 않아 BSR이 희미하고 불연속적으로 나타나는 것이 특징이며, 생산성이 비교적 양호하지 않은 구조이다. 이 연구에서 제시된 새로운 하이드레이트 퇴적층 분류기준은 향후 동해의 울릉분지에 부존하는 것으로 확인된 하이드레이트층을 대상으로 한 탐사 및 개발에 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.
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성원모,김세준,임종세,이근상 한국자원공학회 2009 한국자원공학회지 Vol.46 No.4
이 논문에서는 한국지구시스템공학회 주관 하에 산·학·연·관 전문가들로 구성한 위원회에서 국내외 관련 문헌의 조사‧분석과 수차례의 걸친 의견수렴을 통해 합의・도출된 국내 표준 석유(Petroleum) 매장량 정의 및 분류체계를 제시하고자 한다. 석유 매장량의 명확한 기준과 정의를 도출하여 국내 산업계에서 적용상의 오용과 이에 따른 사회적 혼란을 최소화하고자 하였으며, 기존 국문 용어 및 분류체계와도 큰 혼동이 발생되지 않도록 하였다. 전 세계적으로 합의되어 보편적으로 통용되고 있는 2007년도 ‘석유자원관리체계(Petroleum Resources Management System; PRMS)’를 기본으로 하여, 국문 표준 석유자원량 분류체계를 마련하였다. 석유자원의 양에 대한 명칭은 크게 ‘부존량’(Initially in-place), ‘자원량’(Resources), ‘매장량’(Reserves)으로 구분하였고, 석유자원량은 세부적으로 시추에 의한 석유 발견 여부에 따라 미발견 시 ‘탐사자원량’(Prospective Resources)으로, 발견된 이후 ‘발견잠재자원량’(Contingent Resources)으로 분류되며, 상업성이 확보된 경우에만 ‘매장량‘ 등급이 된다. 상업성이 확보되지 않은 경우에는 ’매장량‘이라는 용어를 사용할 수 없다. 이 논문에서 제시한 국내 표준 매장량 정의 및 분류체계(국문 용어 포함)는 정부기관 및 관련 부처 뿐 아니라, 국내 산업계, 학계, 연구기관에서 일관성 있게 공동 사용하고자 하는 기준 체계이며, 향후 국내외 환경변화에 따라 필요할 경우 보완, 개편 작업이 이루어질 것으로 기대한다.
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심부피압대염수층에의 이산화탄소 격리에 대한 해석적 연구
성원모,권순일,손혜윤 한국자원공학회 2006 한국자원공학회지 Vol.43 No.4
본 연구에서는 이산화탄소를 심부의 대수층에 주입했을 때, 대수층내에서 이산화탄소의 수평유동에 대한 간단한 Buckley-Leverett(B-L) 유동 이론해와 물에서 이산화탄소의 용해현상을 활용하여 대수층이 완전히 안정화된 이후에 대한 이산화탄소의 분포양상을 분석하였다. 분석결과, 이산화탄소의 용해도는 대수층이 안정화된 후 상부로 이동하는 이산화탄소의 양을 산출하는데 중요한 요인임을 확인하였다. 대수층의 특성에 대한 분석결과, 공극률은 이산화탄소의 격리량을 결정하는 요인으로서, 동일한 양의 이산화탄소를 대수층에 주입했을 경우 지층의 공극률이 작을수록 부존공간이 작으므로 이산화탄소의 주입 영향반경이 더 큰 것으로 나타났다. 한편, 대수층의 투과도는 이산화탄소의 주입량을 제한하는 중요한 특성으로서, 투과도가 낮을수록 주입정과 대수층사이의 압력구배가 커져서 주입정 부근에서 균열 생성의 위험이 커지므로 주입설계시 지층의 투과도 크기에 따라 적정한 주입량이 요구된다. 이산화탄소 주입량에 대한 분석에서는 주입량이 클수록 많은 양의 이산화탄소를 단기간에 주입할 수 있지만 주입정 부근에서 압력이 크게 증가되어 지층손상의 위험이 있으므로 지층압에 대한 정확한 예측을 통해 적정 주입량을 결정해야 함을 알 수 있었다. This paper presents an analytical approach to describe the flow of CO2 based on Buckley-Leverett (B-L) theory and dissolution of CO2 in a confined aquifer where CO2 is injected. By utilizing the analytical solution, it was conducted to analyze ultimate distribution of CO2 after the aquifer has been completely stabilized. From the results, it was confirmed that dissolution of CO2 in aquifer was considered to be an important factor to estimate the amount of upward movement of CO2 after the stabilization of the aquifer. In the analysis of formation characteristics, porosity is a parameter to determine a sequestration capacity of aquifer. As a result of analysis for porosity, when the same amount of CO2 was injected into aquifer, the radius of investigation by injection was the greater as the formation porosity was the lower due to its small volume of void space containing the fluid. Meanwhile, as another property of formation characteristics, permeability is a parameter to determine a feasible injection rate, because in the case of low permeable system a large pressure gradient can cause the fracture near injection well. Consequently, it is necessary to calculate the optimum injection rate corresponding to the permeability of aquifer. In the analysis of injection rate, it is possible to sequester a large amount of CO2 by the increasing operating pressure, however, in order to avoid formation damage near well due to the increased pressure at well it is necessary to determine optimum injection rate.
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다공질암에서의 Electric Heating법에 의한 하이드레이트 해리현상 및 가스유동 분석을 위한 실험연구
성원모,이호섭,양호준 한국화학공학회 2004 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.42 No.1
본 연구에서는 유전의 생산정 하부에서 열을 발생시키는 방법으로 적용되어 온 electric heating 법을 이용하여 다공질 저류암에서의 열전달 현상과 이에 따른 하이드레이트 해리현상을 규명할 수 있는 실험장비를 개발하였으며, 이를 이용하여 열주입 실험을 수행하였다. 열주입 실험을 통하여 열주입법에 따른 코어의 열전달, 하이드레이트 해리현상 및 해리된 가스와 물의 생산성을 분석하였다. 실험 결과, 열주입에 의하여 하이드레이트 해리현상이 촉진되고 주입된 열이 하이드레이트 해리뿐만 아니라 해리된 가스와 물의 유출에 의해 손실됨을 알 수 있었다. 열주입법에 따른 가스 생산추이를 분석한 결과, 주입되는 열이 많을수록 유출부족의 해리를 더욱 촉진시켜 초기의 생산성이 향상되는 것으로 측정되었다. 또한 연속열주입법은 초기 생산성은 양호하나 주입된 열량에 비해 생산되는 가스의 양이 작아 에너지 효율성은 낮은 것으로 나타났다. 반면, 예열법에 의한 해리실험시 예열시간에 따라 초기의 가스 생산량에만 크게 차이가 날 뿐 전체적인 가스 생산의 거동양성은 유사한 것으로 나타났다. In this study, an experimental apparatus has been designed and set-up to analyze the dissociating phenomena of hydrate in porous rock using electric heating method supplied at downhole. The electric heat injecting experiments have been performed to investigate the heat transfer within the core, the dissociating phenomena of hydrate, and the productivities of dissociated gas and water. These experiments were under constant heat injecting method as well as preheating methods. From the experimental results, it is seen that dissociation of hydrate is accelerated with heat. The injected heat is consumed for the dissociation and also it is lost together with outflow of the dissociated gas and water. From the investigation of gas producing behavior for various heat injecting methods, as the injected heat is greater dissociation is accelerated faster at outlet and hence the initial gas production becomes higher. Also, it is shown that the initial gas productivity under the constant heating method is better, however, the heat is low because of smaller amount of the produced gas comparing to the amount of heat injected. In the experiments of preheating method, it was seen that gas production only initial stage is different with the preheating time, but the producing behaviors of gas production are similar.
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