Experimental Study and Setup of Its Apparatus for the Formation of Hydrate in Porous Media

다공질암에서의 하이드레이트 유동실험을 위한 실험장치 제작 및 형성 실험 연구

Since hydrate has been discovered on the earth, many numbers of experimental studies have been conducted for characterizing the fundamental properties of hydrates, such as equilibrium conditions, thermodynamic properties, structures, kinetics, etc. It is considered naturally occurred hydrates in porous rocks have a great potential as a future of unconventional energy resources, and the investigations of formation and dissociation of hydrates in porous media are required. In this study, an experimental apparatus was designed to perform experiments of hydrates in porous core. With the apparatus developed, firstly, isochoric experiments were conducted to find hydrate equilibrium conditions in porous media, and the results were compared with reference data to verify experimental apparatus and methods in this study. Secondly, experiment of formation was examined by observing the behaviors of pressure and electrical resistance and the effects of initial water saturation on formation were analysed.

하이드레이트의 존재가 밝혀진 이후 계속적인 실험연구를 통해 평형조건, 열역학적 특성, 구조 kinetics 등 하이드레이트의 기본적 물성에 대한 연구가 지속되어 왔다. 자연 상태에 존재하는 하이드레이트가 미래의 주요한 비재래형 에너지원으로 주목되면서 다공질 저류암 내에서의 하이드레이트 형성 및 해리 메커니즘 규명의 필요성이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 다공질 암석코어를 사용하여 실험을 수행할 수 있는 실험장비를 제작하여 하이드레이트 형성실험을 수행하였다. 우선, 다공질암 공극 내에서의 하이드레이트 평형조건을 산출하고 기존의 실험결과와 비교함으로써 연구에 사용된 실험장비 및 실험방법의 타당성을 검증하였다. 또한 하이드레이트의 형성실험을 수행하여 압력 및 전기저항의 변화를 통해 다공질암 공각 내에서의 하이드레이트 형성현상을 관찰하였으며, 초기 물포화도가 하이드레이트 형성과정에 미치는 영향을 분석하였다.