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- 저자 : 임용수(Yongsu Lim) (검색결과 5 건)
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임용수(Yongsu Lim),우희정(Heejeong Woo),최인영(Inyoung Choi),한승록(Seungrok Han),김민준(Minjun Kim) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
이상압력대(abnormal Pressure)는 이상고압대(Overpressure)와 이상저압대(Underpressure)로 구분되며 일반적으로 이상압력대라고 하면 이상고압대를 말하는 것으로, 이상압력대의 원인은 1) Disequilibrium Compaction이나 Tectonic Stress에 의한 Stress related Mechanisms, 2) Hydrocarbon Generation & Cracking이나 Aquathermal Process에 의한 Fluid Volume Increases Mechanism, 3) Clay Mineral Transformation에 의한 Load Transfer Mechanisms, 4) 기타 속성작용으로 나눌 수 있다. 물리검층에서 구해진 음파 검층과 비저항 검층 자료를 이용하여 울릉분지 남부지역의 이상압력대의 수평/수직적 분포를 파악하였다. 그리고, RFT, DST자료를 통한 실제 지층압력 값과 음파검층을 이용해 계산한 Shale의 공극률과 유효응력(Effective Stress)과 비교를 통해 울릉분지 이상압력대의 생성 원인을 추정하였다. 울릉분지는 대륙사면과 분지저 환경에서 이상압력대가 관찰되며, 이는 주로 대륙사면 환경에서 급격한 퇴적에 의한 Disequilibrium Compaction에 기인하는 것으로 판단된다. 대륙사면 퇴적층을 대상으로 한 시추공의 3,300 m 이상 깊이에서 유효응력의 Unloading이 관찰되며, 이를 암편시료에서 분석된 비트리나이트 반사도와 비교했을 때 심부에서는 Hydrocarbon Generation에 의한 이상압력 또한 존재하는 것으로 판단된다. 이상압력대가 관찰되는 분지저 세립퇴적물과 사면퇴적물은 울릉분지에서 시추를 통해 확인된 최대 층후가 약 800m에 이르는 광역 덮개암으로, 이런 울릉분지 덮개암의 지층 압력 자료를 이용한 응력(Stress) 분석은 지중저장소의 덮개암 평가에 활용될 수 있다. 또한 현재까지 울릉분지에서 발견된 가스층은 분지 연변 천부 지층 정상압력(Hydrostatic)하에서 분포하고 있고, 대륙 사면과 분지저 환경의 이상압력대에서 발견된 가스 저류층은 치밀 사암층으로 분류되고 있으므로, 추후 연구를 통해 울릉분지 심부에서 생성되었을 것으로 추정되는 Hydrocarbon의 이동/집적과 이상압력대 분포와의 관계를 파악하는 것이 필요할 것으로 보인다.
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이산화탄소 지중저장(CCS) 후보지 평가를 위한 단층 재활성 가능성 분석
한승록(Seungrok Han),김민준(Minjun Kim),장찬동(Chandong Chang),임용수(Yongsu Lim),최인영(Inyoung Choi),우희정(Heejeong Woo) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
석유공사에서는 “2050 탄소중립”의 일환으로 국책연구과제를 통해 CCS 저장소 확보를 위한 노력을 기울이고 있다. 그 중 다부처에서 지원을 받아 “대심도 해양 탐사시추를 통한 대규모 CO₂ 지중저장소 확보” 과제에서 울릉분지를 대상으로 신규 유망구조를 도출하기 위한 연구를 수행하고 있다. 신규 CO₂ 지중저장소 확보를 위해서는 덮개암 및 지중저장소 인근에 분포하는 단층의 밀폐성에 대한 평가가 필수적이다. 덮개암을 가로지르며 발달하는 단층은 단층암의 발달형태(fault breccia, fault gouge 등)에 따라 유체이동을 막는 차폐구조(barrier)로 작용하기도 하고, 단층을 따른 유체이동의 통로(conduit)로 작용하기도 한다. 따라서 단층의 존재는 CO₂ 지중저장에 있어 그 자체로 큰 리스크이며 동시에 불확실 요소로 작용하므로 지중저장 대상구조 인근에 발달하는 단층이 덮개암에 미치는 영향에 대한 평가가 필요하다. 동해 울릉분지에는 천부와 심부에 다수의 단층이 발달하고 있다. 원유가 집적되거나 CO₂ 지중저장소로 활용 가능한 전형적인 구조의 형태는 습곡에 의해 형성된 배사구조로, 울릉분지 내 주요 배사구조는 주로 돌고래 구조대를 따라서 동북동-서남서 방향으로 분포한다. 돌고래 구조대는 마이오세 중기 동 지역에 작용한 압축력에 의해 형성된 구조로, 심부에는 대규모의 역단층이 발달하고 천부에는 구조대를 따라 주향이동단층 및 정단층들이 발달하고 있어 이들 단층의 특성과 재활성 여부에 대한 평가가 반드시 필요하다. 단층의 안정성 분석을 위해 공사가 보유한 물리검층 및 이미지로그, 탄성파 자료를 활용하였다. 특히 응력방향 분석을 위해 FMI (Formation Micro Imager) 자료에서 Borehole Breakout 및 DITF (Drilling Induced Tensile Fracture)를 이용해 동 지역의 응력장의 방향 및 크기를 분석하고, 응력장과 단층의 방향성 간의 관계에 따른 단층의 안정성을 평가하는 방법에 대해 분석하였다. 동 연구 결과는 향후 신규 CO₂ 지중저장 후보지 선정시 덮개암 및 주변 단층의 재활성 여부를 판단할 수 있는 기준을 제시하여 유망성의 우선순위를 도출하는데 기여할 수 있을 것으로 보이며, 향후 CCS 후보지 및 대상구조 도출에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.
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CO₂ 지중저장을 위한 동해 울릉분지 천부대수층 정적모델링 결과 개선
최인영(Inyoung Choi),이제현(Jehyun Lee),우희정(Heejeong Woo),임용수(Yongsu Lim),김민준(Minjun Kim),한승록(Seungrok Han) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
본 연구는 울릉분지 남서주변부 지역 CO₂ 지중저장 실증 후보지 A에 대한 기존 연구를 바탕으로 층서, 구조, 속도모델 및 암석물리에 대한 재평가를 실시하고, 해석 결과물과 지질 모델 개선 사항을 반영하여 정적모델링을 수행하였다. 연구지역 마이오세 지층은 삭박에 의한 협곡 형태의 지형이 발달하고 있고, 해저협곡을 충진하고 있는 셰일층은 인근 동해가스전에서 덮개암 역할을 하고 있어 동 트랩메커니즘을 연구대상에 적용하였다. 기존 천부대수층 모델은 단순화된 경향이 있어 대수층(CO₂ 지중저장 가능 지층)과 덮개암(해저협곡)간의 공간적 분포를 이해하기 어렵고 트랩 성립 범위에 대한 신뢰가 낮았다. 이에 따라 금번 탄성파 층준 재해석을 통해 중첩된 복수의 해저협곡 및 덮개암과 대수층의 공간적인 관계를 정교하게 구현하여 천부 대수층의 구조 및 층서 특징이 반영된 구조모델을 구축하였고, 각 협곡의 분포를 고려하여 트랩 성립 범위를 정하였다. 또한 천부 대수층 구간의 수직적인 층서 변화를 반영하여 모델의 수직해상도를 조정하고, 대수층의 공간적 분포와 연속성에 대한 변화를 반영하였다. 본 연구에서는 석유공사의 2019년 울릉분지 암석물리 저류층 특성 분석 결과 활용하여 천부 대수층 구간의 물성(셰일 함량, 공극률, 투수율)을 신규 도출하고, 암석물리 물성과 지구물리 역산 결과물을 반영하여 암상 모델, 공극률 모델, 투수율 모델을 구축하였다. 개선된 최종 정적 모델을 통해 CO₂ 지중저장 실증 후보지 A에 대한 공극 부피를 재산정 하였으며, 해당 모델은 향후 CO₂ 거동 분석을 위한 시뮬레이션 모델에 활용될 수 있다. 추후 역산 모델 개선, 셰일 덮개암의 차폐능(sealing capacity) 측정 및 대수층 구간의 물성 보정을 위한 코어 취득을 통해 현 모델의 신뢰도를 향상시킬 수 있을 것으로 보인다.
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