비전통자원 저류층 내 CO2 저장 특성 분석 및 연구 동향 고찰 = Research Trends in CO2 Storage Characteristics in Unconventional Reservoirs

국문 초록 (Abstract)

탄소중립 달성을 위한 핵심 기술로 이산화탄소 포집·저장·활용 기술이 주목받고 있으며, 그중 비전통자원은 대규모 이산화탄소 지중 저장과 자원 회수증진이 가능한 대상으로 평가받고 있다. 이에 본 연구에서는 셰일 및 치밀 저류층, 석탄층에 대한 해외 사례 분석을 통해 자원별 최신 연구 동향과 핵심 메커니즘을 고찰하였다. 셰일 저류층과 석탄층은 경쟁 흡착이, 치밀 저류층은 균열 및모세관압을 고려한 유체 거동 제어가 주요 기작이다. 이러한 복합적인 다상 유동과 암석 및 유체간 상호작용을 규명하기 위해 미세 공극 구조, 불균질성, 지구역학적 거동 등 지층의 특성을 반영한 수치 모델링이 필수적으로 활용되고 있음을 확인하였다. 향후 비전통자원에서의 이산화탄소저장 상용화를 위해서는 실험실 규모를 넘어선 현장 실증 연구와 장기 모니터링 전략 수립이 요구되며, 이는 국내 탄소중립 실현을 위한 중요한 기술적 제언이 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) is gaining increasing attention as a key technology for achieving carbon neutrality. Unconventional resources are promising targets for large-scale CO2 geological storage coupled with enhanced recovery. This study reviews recent international research trends and the underlying mechanisms in shale, tight reservoirs, and coalbeds. Competitive adsorption dominates in shale and coal reservoirs, whereas fluid behavior in tight formations is governed by fracture connectivity and capillary pressure effects. Across all reservoir types, advanced numerical modeling that incorporates pore-scale heterogeneity, micro- and nanoscale structures, and geome chanical responses has been identified as an essential tool for accurately representing complex multiphase flow and rock-fluid interactions. For the future commercialization of CO2 storage in unconventional resources, field pilot studies extending beyond the laboratory scale and the estab lishment of long-term monitoring strategies are required. These developments provide important technical pathways toward achieving national carbon neutrality.