이방성 퇴적암 시료의 동탄성 특성

황세호(Seho Hwang),장성형(Seonghyung Jang),신제현(Jehyun Shin),김창렬(Changryol Kim),기정석(Kee Jung Seok) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10

부지특성 조사 및 평가를 위한 지구물리검층 방법의 품질관리

황세호(Seho Hwang),신제현(Jehyun Shin),현승규(Seung Gyu Hyun) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

방사성폐기물 처분시설 부지에 대한 부지특성 조사 및 평가는 지표 지질, 물리탐사 등의 지표 조사 후에 심부 지질학적 부지특성의 상세한 정보를 파악하기 위하여 대표적인 위치를 선정하여 시추공을 굴착한다. 시추공 내 물리검층, 수리시험, 역학시험 등의 원위치 시험과 모니터링 등을 통해 심부의 부지특성을 평가한다. 물리검층 결과의 주요 활용 영역은 시추공 설치 적합성 확인과 더불어 지질학적 특성(단열분포와 암종 등), 수리지질학적 특성, 암반역학적 및 열적 특성 등의 분야에서 이용된다. 물리검층 자료는 코어주상도, 실내 물성/역학 시험, 수리 및 역학 원위치 시험에서 대상 구간의 참조에 강력한 도구로 활용되며 다양한 시험결과의 해석에도 활용성이 높다. 물리검층의 장점으로는 조밀한 간격으로 연속적 측정이 가능하고, 측정 체적이 크며, 반복적으로 측정을 할 수 있다는 것이다. 이런 장점을 갖는 물리검층을 통해 단층 파쇄대 물성 확인, 단열의 수리특성 평가 등을 수행할 수 있다. 반면 물리검층의 단점은 지층 물성의 직접적 측정 및 간접적 추정에 있어서 일부 측정 장비의 정밀도 및 정확도는 검층 속도, 시추공의 지름 변화, 공내수의 특성 등 다양한 시추공 환경에 영향을 받을 수 있으므로 사용전 검층장비에 대한 보정이 필요하다는 것이다. 이러한 측정 장비에 대해 적절한 보정 등이 이루어지지 않는다면 조사 자료의 품질이 저해될 수 있으며, 자료의 신뢰도가 낮아진다. 따라서 지질학적 특성(단열분포와 암종 등), 수리지질학적 특성, 암반역학적 및 열적 특성 등 활용 분야 별 물리검층을 위해서 방사능동위원소, 전기, 초음파, 광학 등의 매우 다양한 센서들을 시추공 내 사용함에 따라 장비의 성능구현의 적절성과 관련된 교정(calibration)이나 시추공 환경영향 보정(correction) 등에 대한 과정과 절차를 명확하게 할 필요가 있다. 이와 같은 과정은 물리검층 측정값에 대한 신뢰성을 보증하는 과정으로 이해할 수 있으며 체계화된 품질관리에 대한 문서화가 필요하다. 본 연구에서는 방사성 폐기물 처분시설 부지평가와 관련하여 물리검층 방법에 대한 품질관리 중요성과 앞으로의 과제를 현재까지 국내에서 수행한 물리검층의 품질관리와 스웨덴 SKB에서 수행한 사례를 중심으로 소개하고자 한다.

해수침투 조사자료의 통합적 해석을 위한 GIS의 적용

최선영,황세호,박권규,신제현,윤왕중,Choi Sun-Young,Hwang Seho,Park Kwon Gyu,Shin Je-Hyun,Yoon Wang-Jung 한국공간정보학회 2004 한국공간정보학회지 Vol.12 No.3

국내 연안지역에서 광범위하게 발생하고 있는 해수침투를 정확하게 평가하고, 이에 대한 대책을 수립하기 위해서는 다양한 분야의 연구와 이들 상호간의 자료 통합과 유기적인 해석은 매우 중요하다. 현재 수리지구화학, 지구물리탐사 및 수리지질 등의 다양한 분야에서 해수침투 연구를 수행하고 있지만, 이들 자료의 공유나 체계적인 관리분야는 초보적인 수준으로 다양한 자료에 대한 검색과 관리가 어려울 뿐만 아니라, 자료를 통합하여 해석하는데 어려움이 따른다 따라서 본 연구에서 정밀조사 지역인 전남 영광군 백수읍 일대에서 획득하고 분석한 지표 및 시추공 물리탐사자료와 수리지화학자료를 데이터베이스로 구축하고, ArcView 스크립트어인 Avenue를 이용하여 데이터베이스 관리 및 시추공 3차원 가시화 인터페이스를 개발하였다. 이와 같은 지리정보시스템(GIS; Geographic Information System) 기반의 데이터베이스 구축과 사용자 인터페이스 개발로 다양한 종류의 해수침투 조사자료를 효율적으로 관리하고 통합할 수 있기 때문에 보다 정확하고 종합적인 분석이 가능할 것이다. In order to effectively, and accurately assess seawater intrusion in coastal area, multidisciplinary data including geophysical, well logging, and hydrogeochemical data should be managed in systematical way. Such systematical management of data is critical key to improve the re-usability of the data as well as the accuracy of the assessment by means of providing a method of synthetic analysis. Therefore, for systematical management of multidisciplinary data in seawater intrusion problem, we have developed a database management system and 3-D visualization interface based on geographic information system in this, study. All geophysical survey, well logging, hydrochemical, as well as drilling, data are classified as attribute data using Microsoft Access, and joined with spatial information based on ArcView. The database management system and 3-D visualization interface to handle these data, also, developed using the script language of ArcView. We think the development of database and 3-D visualization system will improve the efficiency of data management, user-friendliness of data access, and accuracy of data analysis.

음파검층과 밀도검층 자료에서 산출된 이방성 변수를 이용한 지층 구분

장성형,김태연,황세호,Jang, Seonghyung,Kim, Tae Youn,Hwang, Seho 대한지질공학회 2017 지질공학 Vol.27 No.3

지하 지층의 확인은 지표면 지질조사, 시추코어 분석, 시추코어 관찰, 물리검층 자료 분석 등의 다양한 방법을 이용한다. 이 가운데 물리검층 자료는 원위치에서 연속적으로 물성을 제공하므로 시추코어 분석 자료와 더불어 지층의 확인에 활용되고 있다. 본 연구에서는 완전파형 음파검층과 밀도검층 자료에서 이방성 변수를 구하고 이를 이용하여 지층의 구분에 적용하고자 하였다. 톰슨 이방성 변수(${\varepsilon},\;{\delta},\;{\eta}$)는 바쿠스(Backus) 평균법을 P파와 S파 속도, 밀도검층 자료에 적용하여 계산하였다. 이와 같은 방법을 캐나다 블랙풋의 물리검층 자료에 적용한 결과, 12개 구간으로 지층을 구분 할 수 있 수 있었다. 즉, 탄성파 속도 이방성을 반영하는 톰슨 이방성 값의 변화에서 지층의 구분이 가능하였고 지층 구분에 많이 이용하는 자연감마선검층 자료가 없는 경우에도 톰슨 이방성 변수를 이용하여 지층 구분이 가능함을 알 수 있었다. For the formation identification, surface geological survey, drill core analysis, core description and well log analysis are widely used. Among them well log analysis is a popular method with drill core analysis, since it measures continuously physical properties at in-situ. In this study we calculated Thomsen anisotropic parameters (${\varepsilon},\;{\delta},\;{\eta}$) after applying Backus averaging method to the P wave velocity, S wave velocity, and density logs. The well log data application of Blackfoot, Canada, shows the formation could be divided by 12 layers. This shows that Thomsen anisotropic parameters for identifying formation using anisotropic parameters is useful if there is no natural gamma log that is widely used for the formation identification.

동해안 석호 담염수 혼합대에서 지하수와 지표수 상호작용의 수리지질학적 특성 평가

전우현,김동훈,이수형,황세호,문희선,김용철,Jeon, Woo-Hyun,Kim, Dong-Hun,Lee, Soo-Hyoung,Hwang, Seho,Moon, Hee Sun,Kim, Yongcheol 한국지하수토양환경학회 2021 지하수토양환경 Vol.26 No.6

This study examined hydrogeological characteristics of groundwater and surface water interaction in the fresh-saline water mixed zone of East Coast lagoon area, Korea, using several technical approaches including hydrological, lithological, and isotopic methods. In addition, the fresh-saline water interface was evaluated using vertical electrical conductivity (EC) data. For this purpose, three monitoring wells (SJ-P1, SJ-P2, and SJ-P3) were installed across the Songji lagoon at depths of 7.4 to 9.0 m, and water level, EC, and temperature at the wells and in the lagoon (SJ-L1) were monitored using automatic transducers from August 1 to October 21, 2021. Isotopic composition of the groundwater, lagoon water, and sea water were also monitored in the mid-September, 2013. The mixing ratios calculated from oxygen and hydrogen isotopic composition decreased with increasing depth in the monitoring wells, indicating saline water intrusion. In the study area, the interaction of groundwater-surface water-sea water was evident, and residual salinity in the sedimentary layers created in the past marine environment showed disorderly characteristics. Moreover, the horizontal flow at the lagoon's edge was more dominant than the vertical flow.

횡적등방성 특성을 갖는 단양 석회암의 수평응력차비 고찰

장성형 ( Seonghyung Jang ),황세호 ( Seho Hwang ),신제현 ( Jehyun Shin ),김태연 ( Tae Youn Kim ) 한국지구물리·물리탐사학회 2017 지구물리와 물리탐사 Vol.20 No.4

비전통 에너지 자원의 하나인 셰일가스를 개발하기 위해서는 수평시추와 수압파쇄가 필요하고 이 작업들은 수평 응력차비가 낮은 곳에서 실시한다. 수평응력차비는 일반적으로 최대 수평응력과 최소 수평응력을 측정하여 구하지만 동탄성계수와 이방성변수를 활용하여 구하기도 한다. 본 연구에서는 단양 석회암 암석코어 시료실험을 통해 이방성 특성을 살펴보고 수평응력차비를 구하였다. 단양 석회암체에서 퇴적 층리면에 수직, 45도, 수평방향으로 된 암석코어 시료를 성형하고 P파 속도, S파 속도, 밀도를 측정한 후 동탄성계수, 컴플라이언스계수를 구하여 수평응력차비를 계산하였다. 시료 분석결과 수평응력차비는 약 0.185로 제시하였다. 단양 석회암은 층리 대칭축에 따라서 P파, S파의 속도가 변화하여 Thomsen 매개변수 값도 이와 같은 특징을 잘 반영하고 있으며 수평응력차비는 포아송 비보다 컴플라이언스 값에 영향을 많이 받고 있다. 향후 SH파 속도를 측정할 경우 좀 더 정확한 암석물리 물성을 구할 수 있을 것으로 판단된다. To develope shale play which is one of unconventional energy resources, horizontal drilling and hydraulic fracturing are necessary and those are applied to the place where the differential horizontal stress ratio (DHSR) is low. The differential horizontal stress ratio is generally calculated by the minimum and maximum horizontal stress, but it is also calculated from dynamic elastic constants and anisotropic parameters. In this study we analyzed anisotropic properties through the core samples from Danyang limestone and calculated DHSR. The three types of core samples shaped in three directions (vertical, parallel and 45 degree to bedding) were used for laboratory test. We measured P-, S-wave velocities, and density and then calculated dynamic elastic constants, compliance and DHSR. According to the results of the core sample analysis the calculated DHSR is 0.185. Thomsen parameters of the Danyang limestone used in this study are characterized by the P- and S-wave velocities varying along the bedding symmetry axis. It is observed that the DHSR value is more affected by the change in compliance value than the Poisson's ratio. It is necessary to measure SH-wave velocity for more correct petrophysical properties.

Monte Carlo 방법을 이용한 소구경용 밀도 존데의 반응 특성

원병호 ( Byeong Ho Won ),황세호 ( Seho Hwang ),신제현 ( Jeh Yun Shin ),박창제 ( Chang Je Park ),김종만 ( Jong Man Kim ),함세영 ( Se Yeong Hamm ) 한국지구물리·물리탐사학회 2014 지구물리와 물리탐사 Vol.17 No.3

MCNP를 이용한 밀도검층에 대한 수치모델링을 수행하였고, 인공 모형 시추공에 대한 교정곡선과의 비교를 통하여 MCNP 수치모델링의 신뢰성을 검토하였다. 이를 바탕으로 케이싱의 유무와 종류, 공내수의 유무, 존데와 공벽과의 거리 변화 등 국내 물리검층 자료 취득 현장에서 쉽게 접하는 3인치 시추공 환경에 대한 밀도검층 수치모델링을 수행하였다. 수치모델링 결과는 케이싱과 공내수의 영향을 정량적으로 반영하고 있으며 공벽으로부터의 간격 변화에 따른 일정한양상을 보여준다. 본 연구를 통하여 MCNP를 이용한 수치모델링의 적용성을 파악할 수 있었으며 이를 활용하여 효과적인 검층 보정이 가능할 것으로 판단된다. We performed MCNP modeling for density log, and examined its reliability and validity comparing the correction curves from physical borehole model. Based on the constructed numerical model, numerical modelings of density sonde in three-inch borehole were carried out under the various conditions such as the existence and type of casing or fluid, and also the stand-off between the sonde and borehole wall. These results of numerical modeling quantitatively reflect effects of casing and fluid in borehole, and moreover, demonstrate constant patterns with interval change from borehole wall. From this study, numerical modeling using MCNP shows a good applicability for well logging, and therefore, can be efficiently used for the calibration of well logging data under the various borehole conditions.

Applications of geophysical approaches to characterize riverside alluvium and porous aquifers to a water curtain cultivation area

신제현(Jehyun Shin),황세호(Seho Hwang),김용철(Yongcheol Kim),김종만(Jongman Kim),원병호(Byeongho Won) 대한지질학회 2016 지질학회지 Vol.52 No.4

Monte Carlo 시물레이션에 기초한 포획모드 중성자-감마 스펙트럼 존데 설계 및 반응 분석

원병호 ( Byeongho Won ),황세호 ( Seho Hwang ),신제현 ( Jehyun Shin ),김종만 ( Jongman Kim ),김기석 ( Ki-seog Kim ),박창제 ( Chang Je Park ) 한국지구물리·물리탐사학회 2015 지구물리와 물리탐사 Vol.18 No.3

본 연구에서는 중성자-감마 스펙트럼검층 존데 설계를 목적으로 Monte Carlo 시물레이션을 이용하여 열중성자 반응의 우세한 영역 파악 및 포획감마 스펙트럼의 에너지피크 값에 기초한 지층 구성 원소 구분을 수행하였다. 14 MeV에너지준위의 중성자를 방출하는 중성자발생장치를 선원으로 이용하여 선원으로부터 10 cm 간격으로 12개의 중성자 검출기들을 배열함으로써 거리에 따른 열중성자 양을 측정하였다. 시추공 영향 저감을 위해 존데모형에 차폐재를 적용하여보다 정확한 열중성자 측정을 수행하여 열중성자 반응이 우세한 위치를 분석한 뒤, 이 위치에서 검출된 포획감마 에너지스펙트럼을 분석하여 지층을 구성하는 주요 원소 및 그 양을 확인하였다. 본 연구 결과는 중성자-감마 스펙트럼검층 존데의 신호대잡음 비 향상과 포획감마 검출기 최적 위치 선정에 도움이 될 것으로 판단된다. For efficiently designing neutron induced gamma spectroscopy sonde, Monte Carlo simulation is employed to understand a dominant location of thermal neutron and classify the formation elements from the energy peak of capture gamma spectrum. A pulsed neutron generator emitting 14 MeV neutron particles was used as a source, and flux of thermal neutron was calculated from the twelve detectors arranged at each 10 cm intervals from the source. Design for reducing borehole effects using shielding materials was also applied to numerical sonde model. Moreover, principal elements and quantities of numerical earth models were verified through the energy spectrum analysis of capture gamma detected from a gamma detector. These results can help to enhance the signal-to-noise ratio, and determine an optimal placement of capture gamma detectors of neutron induced gamma spectroscopy sonde.

감마스펙트럼검층 시스템의 감마선 검출기 실험적 고찰 : NaI, BGO, LaBr

신제현(Jehyun Shin),황세호(Seho Hwang) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10