A proposal for regulating the geological sequestration of carbon dioxide

왕수균(Sookyun Wang) 대한지질학회 2009 지질학회지 Vol.45 No.5

방사성폐기물 처분을 위한 Bentonite buffer 내 가스 이동 모의에서의 수리지화학적 고려사항들

왕수균(Sookyun Wang),김선옥(Seonok Kim),이민희(Minhee Lee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

심지층 내에 고준위방사성폐기물을 장기간 안전하게 저장 처분하기 위해서는 폐기물로부터의 방사성핵종의 누출을 억제하게 위한 다층의 공학적 및 자연적 방벽의 고결성 유지가 반드시 필요하다. 특히, 압축성형된 벤토나이트 블록으로 이루어진 인공방벽은 처분용기로부터의 방사성핵종 누출 방지를 위한 1차적 완충체로서, 최근 벤토나이트 방벽을 통한 기체의 거동에 관한 많은 연구가 수행되고 있다. 금속성 용기의 부식, 공극수의 방사선 분해, 미생물의 유기물 분해 등으로 생성된 기체는 폐기물 지장용기-인공방벽 경계면에서 압력을 축적하여 궁극적으로 방벽에 물리적 변형을 야기하며 거동하게 되는데, 이와 동반한 방사성핵종의 이동과 확산은 장기적으로 폐기물 처분장의 환경적 안정성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치게 된다. 지금까지 수행된 다양한 모델링 연구에서는 주변 지하수에 의해 포화되어 팽창된 밴토나이트 완충재를 통한 기체의 이동 현상은 용존상 기체의 확산 및 이류 거동, 점성 또는 모세관 핑거링을 동반하는 이상(two-phase) 거동, 체적팽창(dilatancy)에 의한 거동, 기체압파쇄에 의한 균열 내 거동 등으로 모사되어 그 흐름 양상과 잠재적인 누출가능성이 정량적으로 평가되어 왔다. 그러나 이러한 모델링 연구의 결과는 아직까지 많은 가정을 포함하는 제한된 범위의 활용성만을 제공하고 있으며, 이는 인공방벽의 구조적 변형과 그를 통한 기체와 핵종 흐름 기작의 복잡성과 무작위성이 원인으로 제시되고 있다. 따라서 본 논의에서는 벤토나이트 인공방벽을 통한 기체와 이에 동반될 수 있는 방사성핵종의 거동을 모의함에 있어서 완충재인 벤토나이트의 특성과 인공방벽의 구조적 특성에 대한 수리지화학적 고려사항들 다루고자 한다. 이러한 고려는 신뢰성있는 수학적 모델의 개발을 위한 선결 과제로서, 향후 우리나라의 안전한 고준위방사성폐기물 설계와 건설에 이바지할 수 있을 것으로 판단된다.

이산화탄소 지중저장을 위한 덮개암으로서 영일만 포항분지 이암의 광물학적 및 물리화학적 특성 연구

왕수균(Sookyun Wang),박정준(Jeongjun Park),김선옥(Seon-ok Kim),이민희(Minhee Lee) 대한지질학회 2015 대한지질학회 학술대회 Vol.2015 No.10

포항 장기분지 덮개암의 광물학적 특성 연구

왕수균(Sookyun Wang),김선옥(Seon-ok Kim),이민희(Minhee Lee),김도현(Dohyun Kim) 대한지질학회 2014 대한지질학회 학술대회 Vol.2014 No.10

포항분지 덮개암에 대한 지화학적 반응 실험 및 모델링 연구

김선옥,왕수균,이민희,Kim, Seon-ok,Wang, Sookyun,Lee, Minhee 대한자원환경지질학회 2016 자원환경지질 Vol.49 No.5

이 연구는 이산화탄소 지중저장 후보지의 하나로 알려진 포항분지 덮개암의 광물학적 및 암석학적 특성을 파악하고, 실험과 지화학 모델링을 이용하여 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 덮개암의 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하였다. 실험은 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온고압조건에서 덮개암 6 g과 염수 60 ml를 고압셀에 넣어 15일 동안 반응시켰다. 반응 후 덮개암과 염수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위해 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 또한 덮개암의 광물학적 연구 결과와 염수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 11.0.4)을 수행하였다. 덮개암의 광물학적 분석 결과, 석영, 사장석, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 운모, 황철석, 능철석, 방해석, 카올리나이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있었다. 덮개암과의 반응 후 염수의 이온 농도 분석 결과, 사장석, K-장석과 몬모릴로나이트 또는 운모와 같이 Mg를 포함하는 광물의 용해 반응에 의하여 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 이온들의 농도가 증가하였다. 100 년 동안 모델링한 결과, 사장석와 K-장석은 용해되고, 카올리나이트, 도소나이트, 베이덜라이트는 재결정화되어, 암석의 공극률 변화에는 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단되었다. 실험 및 모델링 결과는 이산화탄소를 지중저장하는 동안 덮개암과 초임계 이산화탄소와의 상호반응에 의해 염수의 pH, 광물의 용해도과 안정성 등에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. This study aims to identify the mineraloical and petrographical characteristics of caprock from drilling cores of Pohang basin as a potential $CO_2$ storage site. Experiments and modeling were conducted in order to investigate the geochemical and mineralogical caprock effects of carbon dioxide. A series of autoclave experiments were conducted to simulate the interaction in the $scCO_2$-caprock-brine using a high pressure and temperature cell at $50^{\circ}C$ and 100 bar. Geochemical and mineralogical alterations after 15 days of $scCO_2$-caprock-brine sample reactions were quantitatively examined by XRD, XRF, ICP-OES investigation. Results of mineralogical studies, together with petrographic data of caprock and data on the physicochemical parameters of brine were used for geochemical modeling. Modelling was carried out using the The Geochemist's Workbench 11.0.4 geochemical simulator. Results from XRD analysis for caprock sample showed that major compositional minerals are quartz, plagioclase, and K-feldspar, and muscovite, pyrite, siderite, calcite, kaolinite and montnorillonite were included on a small scale. Results from ICP-OES analysis for brine showed that concentration of $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$ and $Mg^{2+}$ increased due to dissolution of plagioclase, K-feldspar and muscovite. Results of modeling for the period of 100 years showed that the recrystallization of kaolinite, dawsonite and beidellite, at the expense of plagioclase and K-feldspar is characteristic. Volumes of newly precipitation minerals and minerals passing into brine were balanced, so the porosity remained nearly unchanged. Experimental and modeling results indicate the interaction between caprock and $scCO_2$ during geologic carbon sequestration can exert significant impacts in brine pH and solubility/stability of minerals.

탄자니아산 루비의 열처리에 의한 보석·광물학적 품질개선 연구

김선옥,왕수균,오설미,박희율,박맹언,Kim, Seon-Ok,Wang, Sookyun,Oh, Sul-Mi,Park, Hee Yul,Park, Maeng-Eon 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.6

루비는 유색보석 중에서 가장 선호도가 높은 보석인 동시에 열처리에 의해 부가가치를 높일 수 있어 학문적인 연구 대상으로서도 그 관심이 높다. 세계적으로 많은 지역에서 루비가 산출되고 있음에도 불구하고, 고품질의 천연 루비는 미얀마, 스리랑카, 태국, 탄자니아 등 일부 제한된 국가에서만 산출되며, 오랜 기간 채광으로 인해 고품질의 원석이 고갈되어가고 있는 실정이다. 이 연구에서는 최근 새로운 산지가 확인되어 관심이 높은 탄자니아산 루비 원석을 사용하여 전통적인 단순 열처리방법과 화학적 열처리 방법에 의한 광물학적 및 보석학적 특성을 파악하고, 열처리에 의한 탄자니아산 루비의 품질개선 효과를 검토하였다. 미얀마의 Mogok산과 Mong Hsu산 루비에 효과적인 방법으로 알려진 전통적인 단순 열처리 실험은 T=$1,600^{\circ}C$에서 6시간 동안 실시하였다. 그 결과, 비교적 균일한 암적색을 지닌 탄자니아산 루비의 색상과 투명도는 색채 색차계와 자외선-가시광선 분광분석(UV-Vis Spectrometry) 결과, CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값(X, Y)이 원시료 (0.365, 0.321) 및 (0.346, 0.363)에서 (0.337, 0.322)로 감소함이 확인되어, 전통적인 단순 열처리 방법이 탄자니아산 루비의 품질개선에 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 단순 열처리를 수행한 탄자니아산 루비의 X-선형광분석(XRF) 결과, 루비의 적색을 발현 시키는 $Cr^{3+}$함량이 0.72~1.04 wt.%로 증가 되었으나, 갈색의 보조색상을 발현시키는 Fe의 함량이 함께 증가되어 순수한 적색이 아닌 어두운 적색을 띄는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 단순 열처리에 의해 루비에 함유되어 있는 $Fe_2O_3$의 응집현상으로 어두운 색으로 변한 것이라 판단된다. 또한 열처리에 의해 $SiO_2$의 함량이 특징적으로 높게 나타났는데, 이는 열처리 과정동안 용융되었다가 다시 재결정화 되면서 생기는 현상으로 투명도의 개선에 효과적이지 않음을 알 수 있었다. 탄자니아산 루비 중 표면에 균열이 있는 시료를 선별하여 납(Pb)을 주성분으로 하는 화학적 첨가제를 사용한 열처리 실험 결과, 색상 뿐 만아니라, 투명도가 현저하게 개선되었다. CIE 1931 color space 상의 적색과 청색의 좌표값이 원시료 (0.386, 0.304) 및 (0.395, 0.313)에서 (0.405, 0.308)로 적색영역에 도시되었다. 이는 첨가제가 열처리 과정동안 용융되어 루비의 균열부분을 채워준 것으로 확대경으로도 관찰이 가능하다. 또한 루비의 표면과 균열부분에 대한 전자현미분석(EPMA)의 선분석(line scanning)에 의해서도 확인되었다. 이 첨가제는 균열부분을 충진함으로써 내구성과 투명도가 개선되었다. 첨가제의 용융체는 루비와 굴절률이 매우 비슷하기 때문에 입사된 빛이 루비 내부로 더 쉽게 통과하여 전반적으로 색상이 향상된 것으로 판단된다. 이 연구에서 화학적 열처리가 탄자니아산 루비의 품질향상에 적합한 방법임을 확인할 수 있었으며, 사파이어 등 강옥군 광물의 유색보석에 대한 색과 투명도 개선에 매우 유용할 것으로 생각된다. Ruby is one of the most favor colored gem, for beautiful red tone, be high in scarcity value. However, rubies with high quality are produced in restricted regions, such as in Thailand, Sri Lanka, Myanmar, and Tanzania etc., and they have been gradually exhausted by mining for a long period. Therefore, improving qualities of low level rubies with various treatments is arising an alternative way to obtain better rubies. Gemological and mineralogical properties of the natural ruby from Tanzanian were studied with heat treatments. Those characteristics were compared between only heat and adding flux materials under heating. Tanzanian raw rubies were applied a heat treatment ($1,600^{\circ}C$ for 6 hours). However, chromameter and UV-Vis analyses found that a simple heat treatment is inappropriated for the Tanzanian ruby. Although $Cr^{3+}$ containing for red color in the ruby increased with heat treatment, the ruby displays dark medium red because of Fe in the ruby as a form of $Fe_2O_3$. The low transparency after heat treatment is attributed to the recrystallization of $SiO_2$ which has a low melting point. Chromameter confirmed adding Pb-containing flux under heating greatly improves the clarity and color of Tanzanian rubies with micro-fractures and cavities on the surface. EMPA results show that Pb as an additive fills the cavities and cracks on raw Tanzanian rubies during the heat treatment. As a rewult of it, the quality of the Tanzanian ruby raw dramatically improved. These results indicate that the heat treatment with an additive (Pb in this study) is an effective way to obtain better quality of the Tanzanian ruby. Consequently, this study suggests a suitable method to improve the properties of the Tanzanina ruby. The result of this study would provide useful information to upgrade the qualities of similar gem stones such as corundum and sapphire.

포항분지 영일층군 내 이산화탄소 주입에 의한 물-덮개암-가스 반응에 대한 지화학적 모델링

김선옥,왕수균,이민희,Kim, Seon-ok,Wang, Sookyun,Lee, Minhee 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.1

이 연구에서는 포항분지 영일층군 덮개암 시료의 광물학적 특성을 파악하고, 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 물-암석-가스의 상호작용을 지화학 모델링을 이용하여 규명하였다. 이를 위하여 XRD, MICP, BET 분석을 실시하여 덮개암의 광물암석학적 및 공극 특성을 파악하였고, 광물학적 연구 결과와 공극수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 이산화탄소 주입 후 단기간 변화와 장기간 영향을 파악하기 위하여 두 단계의 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 14.0.1)을 수행하였다. 연구 결과, 포항분지 영일층군의 덮개암은 석영, 알바이트, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 백운모, 황철석, 방해석, 카올리나이트, 몬모릴로나이트로 이루어져 있다. 지화학 모델링 결과, 이산화탄소의 주입 후 덮개암은 방해석의 용해로 인해 공극률이 증가하고 알바이트와 K-장석의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)가 침전되었다. 주입이 완료된 두 번째 단계에서는 방해석과 알바이트의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)의 침전이 일어나며, 이 반응으로 인해 pH는 증가하였다. 또한 덮개암에서 이산화탄소를 포획할 수 있는 광물은 도소나이트 임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 장기간의 이산화탄소 지중 저장에 있어 광물 포획의 효율성을 정량적으로 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. This study is to identify the mineralogical properties of caprock samples from drilling cores of the Pohang basin, which is the research area for the demonstration-scale CO2 storage project in Korea. The interaction of water-rock-gas that can occur due to CO2 injection was identified using geochemical modeling. Results of mineralogical studies, together with petrographic data of caprock and data on the physicochemical parameters of pore water were used for geochemical modeling. Modelling was carried out using the The Geochemist's Workbench 14.0.1 geochemical simulator. Two steps of modeling enabled prediction of immediate changes in the caprocks impacted by the first stage of CO2 injection and the assessment of long-term effects of sequestration. Results of minerlaogical analysis showed that the caprock samples are mainly composed of quartz, K-feldspar, plagioclase and a small amount of pyrite, calcite, kaolinite and montmollonite. After the injection of carbon dioxide, the porosity of the caprock increased due to the dissolution of calcite, and dawsonite and chalcedony were precipitated as a result of the dissolution of albite and k-feldspar. In the second step after the injection was completed, the precipitation of dawsonite and chalcedony occurred as a result of dissolution of calcite and albite, and the pH was increased due to this reaction. Results of these studies are expected to be used as data to quantitatively evaluate the efficiency of mineral trapping capture in long-term storage of carbon dioxide.

지중저장 이산화탄소의 누출이 천부환경에서 방연석의 용해 과정에 미치는 영향

남지은,왕수균,Nam, Jieun,Wang, Sookyun 한국지하수토양환경학회 2015 지하수토양환경 Vol.20 No.1

If $CO_2$ stored for geological sequestration escapes from deep formations and is introduced to shallow aquifers, it dissolves into groundwater, creates acidic environments, and enhance mineral dissolution from rocks and soils. Among these minerals, dissolution and spread of hazardous trace metals can cause environmental problems with detrimental impacts on groundwater quality. This study aims to investigate geochemical effects of $CO_2$ in groundwater on dissolution of galena, the main mineral controlling the mobility of lead. A series of batch experiments are performed with granulated galena in $CO_2$ solutions under various experimental conditions for $CO_2$ concentration and reaction temperature. Results show that dissolution of galena is significantly enhanced under acidic environments so that both of equilibrium concentrations and dissolution rates of lead increase. For thermodynamic analysis on galena dissolution, the apparent rate constants and the activation energy for galena dissolution are calculated by applying rate law to experimental results. The apparent rate constants are $6.71{\times}10^{-8}mol/l{\cdot}sec$ at $15^{\circ}C$, $1.77{\times}10^{-7}mol/l{\cdot}sec$ at $25^{\circ}C$, $3.97{\times}10^{-7}mol/l{\cdot}sec$ at $35^{\circ}C$ and the activation energy is 63.68 kJ/mol. The galena dissolution is suggested to be a chemically controlled surface reaction, and the rate determining step is the dissociation of Pb-S bond of surface complex.

초임계 이산화탄소-지하수-제올라이트 시료 반응계에서의 지화학적 및 광물학적 변화에 관한 실험적 연구

박은두,왕수균,이민희,Park, Eundoo,Wang, Sookyun,Lee, Minhee 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.4

본 연구에서는 지중 유입된 이산화탄소가 심부 지질구조 내 지하 환경에 미치는 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하기 위한 일련의 고압셀 실험이 수행되었다. 실험을 통하여 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온 고압조건을 고압셀 내에서 구현하고, 초임계 $CO_2$-지하수-광물 시스템 내에서의 반응 실험을 실시하였다. 반응 실험은 최근 국내 이산화탄소 지중저장의 후보지로서 많은 연구가 진행되고 있는 포항분지에 널리 분포하는 광물 중 하나인 제올라이트와 지하 800 m에서 채취된 심지층의 지하수를 대상으로 수행되었다. 상온 상압 및 고온 고압 환경에서 30일간 진행된 $CO_2$-지하수-제올라이트 반응으로 야기된 광물과 지하수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화는 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 실험의 결과는 초임계 이산화탄소의 용해로 조성된 산성 환경에서 제올라이트 시료의 용해 반응이 촉진되었음을 보여 주었다. 제올라이트 시료로부터 용출된 양이온 농도가 증가함에 따라 지하수 내 $H^+$가 소모되고, 반응 10일 이후에는 지하수의 pH가 10.35 까지 증가하였다. 또한 제올라이트 시료의 용해 반응으로 인해 지하수 내 용존 양이온의 농도는 전반적으로 증가하는 경향을 보였으나, Si는 산성조건에서 비정질 규산염으로 재침전되고, Ca는 양이온 교환과 방해석으로의 재침전으로 농도가 감소한 것으로 나타났다. 실험 과정을 통하여 초임계 이산화탄소의 유입이 대수층 내 구성 광물의 용해 특성, 지하수의 화학적 조성과 물성, 대수층의 광물학적 조성 등에 변화를 발생시킬 수 있음을 보여주었다. 또한 광물상의 용해/침전과 양이온 교환 등 지화학적 반응들이 지중저장 관련 지층의 암석과 지하수의 물리적 또는 화학적 변화에 중요한 역할을 담당하고 있음을 보여주었다. In this study, a series of autoclave experiments were conducted in order to investigate the geochemical and mineralogical effects of carbon dioxide on deep subsurface environments. High pressure and temperature conditions of $50^{\circ}C$ and 100 bar, which are representative environments for geological $CO_2$ sequestration, were created in stainless-steel autoclaves for simulating the interactions in the $scCO_2$-groundwater-mineral reaction system. Zeolite, a widespread mineral in Pohang Basin where many researches have been focused as a candidate for geological $CO_2$ sequestration, and groundwater sampled from an 800 m depth aquifer were applied in the experiments. Geochemical and mineralogical alterations after 30 days of $scCO_2$-groundwater-zeolite sample reactions were quantitatively examined by XRD, XRF, and ICP-OES investigations. The results suggested that dissolution of zeolite sample was enhanced under the acidic condition induced by dissolution of $scCO_2$. As the cation concentrations released from zeolite sample increase, $H^+$ in groundwater was consumed and pH increases up to 10.35 after 10 days of reaction. While cation concentrations showed increasing trends in groundwater due to dissolution of the zeolite sample, Si concentrations decreased due to precipitation of amorphous silicate, and Ca concentrations decreased due to cation exchange and re-precipitation of calcite. Through the reaction experiments, it was observed that introduction of $CO_2$ could make alterations in dissolution characteristics of minerals, chemical compositions and properties of groundwater, and mineral compositions of aquifer materials. Results also showed that geochemical reactions such as cation exchange or dissolution/precipitation of minerals could play an important role to affect physical and chemical characteristics of geologic formations and groundwater.

계면활성제가 공극 구조 내 비혼성 유체의 거동과 분포에 미치는 영향

박규령,김선옥,왕수균,Park, Gyuryeong,Kim, Seon-Ok,Wang, Sookyun 대한자원환경지질학회 2021 자원환경지질 Vol.54 No.1

대규모로 포집된 이산화탄소를 고갈된 석유·가스 저류층, 대염수층과 같은 심부 지질구조에 주입하는 이산화탄소 지중저장은 대기중 CO2 배출을 저감하기 위한 가장 유망한 기술 중 하나로 연구되고 있다. 이산화탄소 지중저장은 공극수로 포화된 다공성 지질 구조 내부로 초임계상 이산화탄소를 주입함으로써 그 흐름이 공극수와 비혼성 대체를 일으키며 진행된다. 따라서, 공극 구조 내에서 초임계상 이산화탄소와 공극수의 거동과 분포, 그리고 그 결과로 나타나는 대체효율은 두 유체의 상호작용에 의해 좌우되는데, 특히, 점성력과 모세관력은 지질 구조 내부의 환경 조건과 주입 조건에 의해 결정된다. 본 연구에서는 상온상압조건에서 대체유체를 수적법에 적용하여 고온고압조건에서 계면활성제가 초임계상 이산화탄소와 공극수 간 계면장력에 미치는 영향을 산정하였다. 또한, 다공성 매체 내에서의 비혼성 유체의 거동과 분포 양상을 관찰함으로써 계면활성제 농도가 초임계상 이산화탄소의 대체율에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 초임계상 이산화탄소와 공극수의 대체 유체로서 헥산과 탈이온수를 적용하는 마이크로모델 실험을 수행하였으며, 공극 구조 내로의 헥산 주입에 의한 탈이온수의 대체 과정을 정량적으로 분석하기 위하여 이미징 시스템을 통해 두 유체의 비혼성 대체 양상에 관한 이미지를 확득하여 분석하였다. 실험의 결과는 계면활성제의 첨가는 낮은 농도에서도 헥산과 탈이온수 간 계면장력을 급격하게 감소시키며 이후 농도가 증가함에 따라 일정한 값에 접근하는 양상을 보여주었으며, 이러한 변화는 다공성 매체 내부의 공극 규모에서 진입 유체의 흐름 경로에 직접적인 영향을 미침으로써 평형 상태에서 헥산의 대체율에도 동일한 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 다공성 매체 내에서 일어나는 비혼성 유체의 대체에 관한 중요한 정보를 제공하며, 계면활성제의 적용이 이산화탄소 지중저장의 효율을 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주었다. The geological CO2 sequestration in underground geological formation such as deep saline aquifers and depleted hydrocarbon reservoirs is one of the most promising options for reducing the atmospheric CO2 emissions. The process in geological CO2 sequestration involves injection of supercritical CO2 (scCO2) into porous media saturated with pore water and initiates CO2 flooding with immiscible displacement. The CO2 migration and distribution, and, consequently, the displacement efficiency is governed by the interaction of fluids. Especially, the viscous force and capillary force are controlled by geological formation conditions and injection conditions. This study aimed to estimate the effects of surfactant on interfacial tension between the immiscible fluids, scCO2 and porewater, under high pressure and high temperature conditions by using a pair of proxy fluids under standard conditions through pendant drop method. It also aimed to observe migration and distribution patterns of the immiscible fluids and estimate the effects of surfactant concentrations on the displacement efficiency of scCO2. Micromodel experiments were conducted by applying n-hexane and deionized water as proxy fluids for scCO2 and porewater. In order to quantitatively analyze the immiscible displacement phenomena by n-hexane injection in pore network, the images of migration and distribution pattern of the two fluids are acquired through a imaging system. The experimental results revealed that the addition of surfactants sharply reduces the interfacial tension between hexane and deionized water at low concentrations and approaches a constant value as the concentration increases. Also it was found that, by directly affecting the flow path of the flooding fluid at the pore scale in the porous medium, the surfactant showed the identical effect on the displacement efficiency of n-hexane at equilibrium state. The experimental observation results could provide important fundamental information on immiscible displacement of fluids in porous media and suggest the potential to improve the displacement efficiency of scCO2 by using surfactants.