(A) Study on Estimation of CBM Resources Using Probabilistic Approach from Coal Basin Information

국문 초록 (Abstract)

석탄층 메탄가스(CBM)는 석탄이 탄화과정을 거칠 때 생성되는 가스로서, 석탄자원이 존재하는 곳에서는 대부분 필연적으로 존재하기 때문에 전 세계적으로 광범위하게 매장되어 있을 것으로 예측되며, 자원량은 2,896-9,704 TCF 정도로 추정되고 있다. 이 중 몽골의 석탄자원은 약 1,520억 톤 정도 부존되어 있는 것으로 추정되며, 인도네시아의 경우 약 1,051억 톤 정도로 두 나라 모두 석탄 자원량이 풍부하여 CBM에 대한 자원 개발 잠재력이 클 것으로 기대되고 있다. 하지만 몽골은 CBM에 대한 여러 물성 자료가 부족하여 현재까지 CBM 자원량에 대한 정확한 평가가 이루어지지 않았다. 인도네시아의 경우 CBM에 대한 자원량 평가를 수행한 연구사례가 있지만, 자원량 평가에 있어 필수적 물성인 석탄층의 공극률, 수포화도, 가스 용적 계수를 고려하지 않고 자원량을 산출하였기에 정확성이 부족하다.
이에 본 연구에서는 몽골과 인도네시아의 CBM 자원량을 보다 정확히 산정하기 위해 석탄분지정보로부터 CBM 부존가능성을 분석하였고, 확률론적 접근 방법인 Monte carlo 시뮬레이션을 적용하여 부피법과 물질평형법으로 CBM 자원량을 산정하였다. 자원량이나 원시부존량 산정시, 이 두가지 방법에 대한 결과는 서로 다른 결과값이 제시될 수 있으나 모두 유사한 값으로 채택된다. 그러나 산정된 결과의 불확실성을 감소시키기 위하여 서로 독립적인 두가지 결과는 통합된 하나의 결과값으로 제시될 필요가 있다. 본 연구에서는 합병정렬 알고리즘을 이용해 두 가지 결과의 일관성을 유지하여 통합함으로써, 산출된 CBM 자원량에 대한 불확실성을 감소시켰다.
몽골은 총 5개 석탄분지에 대하여 자원량 평가를 실시하였으며, 불학실한 입력자료는 몽골의 석탄층 심도와 석탄등급을 분류하여 이와 유사한 미국의 석탄분지 입력자료를 이용하였다. 그 결과 몽골의 CBM 추정자원량은 약 12.5 TCF로 산출되었다. 인도네시아의 경우 몽골과 같은 방법으로 CBM 부존가능성을 분석하였으며, 총 6개 석탄분지를 대상으로 추정자원량 평가를 실시한 결과, 약 468.0 TCF로 산출되었다. 이는 석탄층 공극률, 수포화도, 가스 용적 계수를 고려하지 않은 선행연구의 자원량 평가 결과와 비교하였을 때, 약 5%의 차이를 보였다. 몽골은 인도네시아에 비해 총 CBM 자원량이 적게 산출되었으며 이는 인도네시아 석탄부피가 몽골 석탄부피보다 훨씬 크기 때문이다. 향후 보다 정확한 자원량 산정을 위해서는 추가적인 탐사가 필요할 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 그림목차 ⅲ
• 표목차 ⅳ
• 국문초록 ⅴ
• 1. 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 국？외 연구사례 4
• 2. 이론적 배경 6
• 2.1 확률함수 특성 및 분포 6
• 2.1.1 확률밀도함수 및 누적확률함수 6
• 2.1.2 확률분포함수 8
• 2.2 Monte carlo 시뮬레이션 12
• 2.2.1 Monte carlo 시뮬레이션 특징 12
• 2.2.2 Monte carlo 시뮬레이션 수행절차 13
• 2.3 CBM 자원량 산출 모델 14
• 2.3.1 부피법 모델 14
• 2.3.2 물질평형법 모델 16
• 2.4 합병정렬 알고리즘 17
• 3. 몽골 및 인도네시아의 CBM 부존가능성 분석 18
• 3.1 몽골의 석탄자원 18
• 3.1.1 몽골 석탄자원의 분포 19
• 3.1.2 몽골 석탄자원의 품질특성 및 탄화정도 21
• 3.2 인도네시아의 석탄자원 26
• 3.2.1 인도네시아 석탄자원의 분포 26
• 3.2.2 인도네시아 석탄자원의 품질특성 및 탄화정도 30
• 3.3 몽골 및 인도네시아의 CBM 부존가능성 분석 결과 32
• 4. 몽골 및 인도네시아의 CBM 자원량 평가 변수 도출 35
• 4.1 몽골 CBM 자원량 평가 자료 35
• 4.2 인도네시아 CBM 자원량 평가 자료 37
• 5. 몽골 및 인도네시아의 CBM 자원량 산출 39
• 5.1 몽골 CBM 자원량 산출 39
• 5.1.1 남부 Gobi 분지 분석 40
• 5.1.2 Orkhon-Selenge 분지 분석 41
• 5.1.3 Choir-Nyalga 분지 분석 43
• 5.1.4 Sukhbaatar 분지 분석 45
• 5.1.5 동부 Gobi 분지 분석 47
• 5.2 인도네시아 CBM 자원량 산출 49
• 5.2.1 남부 Sumatra 분지 분석 49
• 5.2.2 중앙 Sumatra 분지 분석 50
• 5.2.3 Barito 분지 분석 53
• 5.2.4 Bareu 분지 분석 55
• 5.2.5 Kutei 분지 분석 57
• 5.2.6 북부 Tarakan 분지 분석 59
• 5.3 CBM 자원량 산출 분석 최종 결과 61
• 6. 결론 63
• 참고문헌 65
• 영문초록 69