극한지 오일·가스 플랜트 분야 특허분석 기술을 활용한 기술변화 대응책 및 대외경쟁력 평가에 관한 연구

최영권(Youngkwon Choi),정진홍(Jinhong Jung),황인주(Inju Hwang),이현동(Hyundong Lee) 융복합지식학회 2020 융복합지식학회논문지 Vol.8 No.3

추운 기후와 가혹한 환경 하에 있는 극한지에 비전통에너지를 포함한 오일 및 가스의 잠재적 매장량이 큰 것으로 알려져 있다. 이러한 지역에서 오일과 가스 개발은 지리적 접근성과 열악한 건설 환경으로 인해 개발이 더디게 진행되고 있다. 본 논문에서는 극한지에서 우리나라의 기술적인 대안 모색하기 위한 전략을 수립하기 위하여 적용되는 선행기술(특허)의 조사 및 분석을 통해 산업주기와 경쟁력을 평가하였다. 유효특허 도출에 기초하여 국가나 권역별 상대적인 출원 및 등록 비율, 해당 산업분야의 성장주기, 세부적인 지표에 근거한 경쟁력, 기술 동향 등을 분석하였다. 특허 분석결과, 탐사 및 생산, 전처리, 파이프라인, 건설공법 등 기술 분류 전반에 걸쳐 미국 및 캐나다 및 북유럽 국가의 경쟁력이 높게 나타나고 있음을 알 수 있었다. 본 기술분야에서 우리나라의 경우에, 산업발전주기는 발전기 및 성장기에 해당하는 기술발전 양상으로 평가되었으며, 그 발전 가능성이 높게 평가되어 연구개발 및 투자의 전략적 확대가 시급한 것으로 평가되었다. In extremes cold regions, great potential deposit of oils and gases, including unconventional energy is high. Oil and gas development in the region is slow to develop due to geographical accessibility and poor construction environment. In this paper, the industrial cycle and competitiveness were assessed through the investigation and analysis of prior technology (patent) applied to formulate strategies for finding technological alternatives of Korea in the extreme cold regions. Based on the derived effective patents, relative application and registration rates by country or region, growth cycle of the relevant industry sector, competitiveness based on detailed indicators, and technological trends were analyzed. The patent analysis showed that the competitiveness of the U.S., Canada, and Nordic countries was strong in whole technology classification including exploration, production, pre-treatment, pipeline, and construction methods. In this field of technology, in the case of Korea, the industrial development cycle was evaluated in the aspect of technological development corresponding to the generator and growth period. In addition, it was evaluated that strategic expansion of R&D and investment was urgently needed as its development potential was highly evaluated.

RO/PRO 공정에 의한 물/에너지/상호변환기술에 관한 연구

최영권(Youngkwon Choi),윤택근(Taekgeun Yun),손진식(Jinsik Sohn),이상호(Sangho Lee),최준석(June-Seok Choi) 한국유체기계학회 2013 한국유체기계학회 논문집 Vol.16 No.1

해수담수화 플랜트 농축수 자원화를 위한 전략 및 기술개발

최영권(Choi, Youngkwon),이종훈(Lee, Jonghun),박광덕(Park, Kwangduck),노호정(Rho, Hohung),최준석(Choi, Jun Seok) 대한토목학회 2023 대한토목학회 학술대회 Vol.2023 No.10

비전통 석유자원 플랜트 내 물 재사용율 향상을 위한 통합 물관리 방안

최영권(Youngkwon Choi),황인주(In-Ju Hwang) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

극한지의 비전통 석유자원 플랜트는 비전통 석유자원의 생산을 위해 매우 많은 양의 물이 요구되기 떄문에 플랜트 내의 통합적인 물 관리는 매우 중요한 이슈이다. 생산수(Produced water)는 플랜트 내에서 발생되는 폐수 중 하나로서 전체 폐수의 약 70%를 차지한다. 이러한 생산수 내에는 이온물질과 각 공정에서 생산 효율을 향상 시키기 위해 사용되는 화학물질 들이 고농도로 포함되어 있어 수생태계로 배출 시 악영향을 야기 할 수 있으며, 높은 농도로 인해 처리에 많은 어려움을 겪고 있다. 이와 같은 이유로 많은 비전통 석유자원 생산 플랜트에서는 생산수를 처리하여 재사용하기 위한 방법들로 흡착제, 부상조, 모래여과, 증발법과 같은 기술을 적용하기 위한 시도들이 진행되고 있다. 최근 분리막을 이용한 방법들이 적용되고 있으며, 위의 conventional technologies 적용에서 발생되는 문제점들을 보완하고 있으나, 분리막 기술 또한 많은 문제점들이 발생되고 있다. 그 중 스케일 현상 발생으로 인한 처리효율의 저감 및 분리막, 기계장치이 타격받는 등 심각한 문제가 야기되고 있다. 이에 따라, 본연구에서는 스케일 현상을 제어하고, 물 회수율 및 재사용율을 향상 시킬 수 있는 통합 수처리 기술을 제안하고자 한다. 이를 위해 Induced Gas Flotation, Integrated Membrane Distillation-crystallization, 광물탄산화 기술을 통합 공정을 제안하고, 적용 가능성에 대해 토의하였다.

비전통 석유자원 플랜트 내 물 재사용율 향상을 위한 통합 물관리 방안

최영권(Youngkwon Choi),황인주(In-Ju Hwang) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

극한지의 비전통 석유자원 플랜트는 비전통 석유자원의 생산을 위해 매우 많은 양의 물이 요구되기 떄문에 플랜트 내의 통합적인 물 관리는 매우 중요한 이슈이다. 생산수(Produced water)는 플랜트 내에서 발생되는 폐수 중 하나로서 전체 폐수의 약 70%를 차지한다. 이러한 생산수 내에는 이온물질과 각 공정에서 생산 효율을 향상 시키기 위해 사용되는 화학물질 들이 고농도로 포함되어 있어 수생태계로 배출 시 악영향을 야기 할 수 있으며, 높은 농도로 인해 처리에 많은 어려움을 겪고 있다. 이와 같은 이유로 많은 비전통 석유자원 생산 플랜트에서는 생산수를 처리하여 재사용하기 위한 방법들로 흡착제, 부상조, 모래여과, 증발법과 같은 기술을 적용하기 위한 시도들이 진행되고 있다. 최근 분리막을 이용한 방법들이 적용되고 있으며, 위의 conventional technologies 적용에서 발생되는 문제점들을 보완하고 있으나, 분리막 기술 또한 많은 문제점들이 발생되고 있다. 그 중 스케일 현상 발생으로 인한 처리효율의 저감 및 분리막, 기계장치이 타격받는 등 심각한 문제가 야기되고 있다. 이에 따라, 본연구에서는 스케일 현상을 제어하고, 물 회수율 및 재사용율을 향상 시킬 수 있는 통합 수처리 기술을 제안하고자 한다. 이를 위해 Induced Gas Flotation, Integrated Membrane Distillation-crystallization, 광물탄산화 기술을 통합 공정을 제안하고, 적용 가능성에 대해 토의하였다.

비전통 석유자원 플랜트의 물 관리 및 생산수 재이용에 관한 연구

최영권(Youngkwon Choi) 대한설비공학회 2021 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2021 No.6

Water management in oil and gas production industries is very important issue because of the requirement of huge amount of freshwater in process and generation of large amount of waste stream called produces water(PW) which is 70% of total wastewater. Hence, the reuse/recycle of PW is essential concentration in oil plant. In order to recycle/reuse the PW, the PW is commonly treated by physical, chemical and biological methods such as adsorption, flotation, sand filter, evaporation. In addition, This study documents the research state of membrane-based process for water management in unconventional oil and gas production field. This paper also addresses proposal for water management strategies using membrane distillation crystallization technology in oil sands production plant in cold region.

오일샌드 플랜트 생산수 처리를 위한 Induced Gas Flotation(IGF) 공정: Bench-scale과 Pilot-scale 평가

최영권(Youngkwon Choi),김준희(Jun-Hee Kim),황인주(Inju Hwang) 대한설비공학회 2020 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2020 No.6

본 연구에서는 오일샌드 플랜트에서 배출되는 생산수 (Produced water, PW)처리를 위한 IGF 공정의 처리효율에 대한 연구를 진행하였다. 축소형 IGF (1800BPD) 공정을 이용해순환펌프압력에 따른 미세기포 발생 효율 및 미세기포 크기 변화에 대해 관찰하였으며, 유입수 농도 및 온도, 체류시간과 유수분리 성능의 상관관계에 대해 분석하였다. 이와 같은 축소형 IGF 공정 실험 결과를 통해 적절한 운영조건을 채택하고, 유수분리 성능을 높일 수 있도록 개선점을 적용하여 Pilot-scale의 IGF(1,200BPD)를 설계·제작하였다.

비전통 석유자원 플랜트 내 물 재사용율 향상을 위한 통합 물관리 방안

최영권(Youngkwon Choi),황인주(In-Ju Hwang) 대한설비공학회 2022 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2022 No.6

극한지의 비전통 석유자원 플랜트는 비전통 석유자원의 생산을 위해 매우 많은 양의 물이 요구되기 떄문에 플랜트 내의 통합적인 물 관리는 매우 중요한 이슈이다. 생산수(Produced water)는 플랜트 내에서 발생되는 폐수 중 하나로서 전체 폐수의 약 70%를 차지한다. 이러한 생산수 내에는 이온물질과 각 공정에서 생산 효율을 향상 시키기 위해 사용되는 화학물질 들이 고농도로 포함되어 있어 수생태계로 배출 시 악영향을 야기 할 수 있으며, 높은 농도로 인해 처리에 많은 어려움을 겪고 있다. 이와 같은 이유로 많은 비전통 석유자원 생산 플랜트에서는 생산수를 처리하여 재사용하기 위한 방법들로 흡착제, 부상조, 모래여과, 증발법과 같은 기술을 적용하기 위한 시도들이 진행되고 있다. 최근 분리막을 이용한 방법들이 적용되고 있으며, 위의 conventional technologies 적용에서 발생되는 문제점들을 보완하고 있으나, 분리막 기술 또한 많은 문제점들이 발생되고 있다. 그 중 스케일 현상 발생으로 인한 처리효율의 저감 및 분리막, 기계장치이 타격받는 등 심각한 문제가 야기되고 있다. 이에 따라, 본연구에서는 스케일 현상을 제어하고, 물 회수율 및 재사용율을 향상 시킬 수 있는 통합 수처리 기술을 제안하고자 한다. 이를 위해 Induced Gas Flotation, Integrated Membrane Distillation-crystallization, 광물탄산화 기술을 통합 공정을 제안하고, 적용 가능성에 대해 토의하였다.

해수담수화 플랜트 농축수 자원화를 위한 전략 및 기술개발

대한토목학회 2023 대한토목학회 학술대회 Vol.2023 No.10

고위도 지역 저온 환경에서의 오일샌드 플랜트 가용도 변화 예측

이홍철(Hongcheol Lee),최영권(Youngkwon Choi),황인주(Inju Hwang),이현동(Hyundong Lee) 융복합지식학회 2020 융복합지식학회논문지 Vol.8 No.4

북극권 및 주변 지역의 경우 극한지 저온 환경, 원격지 고립감 등 제약이 존재하고 있어 인력 운용, 물자 보급 등 어려움으로 시설 설계 단계에서부터 운용 자원을 최소화하기 위한 신뢰도 기반 시스템 구성이 요구되고 있다. SINTEF, NTNU는 석유 및 가스 생산 시설 운용 데이터를 기반으로 플랜트 가용도 평가를 위한 OREDA-handbook을 발간하였으나 대부분의 필드 데이터가 중위도 지역에서 수집된 데이터에 기반하고 있어 고위도 지역의 저온 환경에서 운용되는 플랜트의 가용도 평가에 적합하지 않다. 본 논문에서는 오일샌드 플랜트 가용도 평가를 위한 기초 데이터베이스로서 OREDA-handbook의 적용 한계를 고온, 저온 영역으로 확장하기 위한 방법론을 제시하고, 오일샌드 플랜트 기능 모듈 설계 사례를 이용하여 가용도 변화를 예측, 평가하였다. In the Arctic and the surrounding regions of the Arctic, the limitations such as extreme cold environment and isolation lead to difficulties such as manpower management and supply. As a result, a reliability-based system is required to minimize operational resources from the facility design stage. SINTEF, NTNU published an OREDA-handbook to evaluate availability of plant based on data from oil and gas production facilities. However, most field data are based on data collected in the mid-latitude region, making it unsuitable for assessing the availability of plants operating in cold environments in high-altitude regions. In this study, the methodology for extending the application limit of OREDA-handbook as a basic database for evaluating the operation rate of oil sand plant was presented. In addition, the change in availability was predicted and evaluated using the design example of the oil sand plant function module.