• 한국가스학회지
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• 제6권4호
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• pp.8-16
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• 2002

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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.199-210
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• 2023

CO₂ 주입 후 저류층은 암석물리 특성이 변하므로 이 연구에서는 저류층을 물성이 선형으로 변하는 전이대 지층모델로 구성한다. 울프 반사계수 함수는 전이대 상하지층의 속도비, 주파수, 전이대 두께 함수로 구성되어 있어 저류층 두께나 해저면 전이대 두께를 추정하는데 활용할 수 있다. 이 연구에서는 심층학습을 이용하여 전이대 두께를 예측 방법을 제안한다. 심층학습을 적용하기 위해 사암 저류층, 셰일 덮개암으로 구성한 인공 전이대 지층모델에 두께에 따른 울프 반사계수 모델링을 수행하고 시간-스펙트럼 영상자료를 확보하였다. 두께별 시간-주파수 스펙트럼 영상과 중합단면도 트레이스에서 구한 시간-주파수 스펙트럼 비교로부터 구한 두께 추정결과는 항상 정확하게 전이대의 두께를 제시하지는 못하였다. 그러나 다양한 환경에서 학습자료를 확보하고 정확도를 높이면 현장자료적용이 가능할 것으로 본다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2005년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.32-39
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• 2005

최근 들어 북한 서해안 일대의 원유매장 가능성에 대한 보도가 국내외 언론에 자주 오르내리고 있다. 실제 북한의 서한만 분지는 일일 생산량 450 배럴의 원유가 생산되고 있어 석유부존 가능성이 확인되었고, 중국에서 큰 유전중 하나인 발해만 유전지대와 지리적으로 근접해 있어 대규모 매장 가능성도 있다. 지금까지 밝혀진 북한 서한만의 지질은 중국의 발해만과 유사하다. 후기 원생대와 초기 고생대에 생성된 기반암 위에는 최대 6 ${\sim}$ 10 km 두께의 탄산염암 및 중생대 퇴적암과 4 ${\sim}$ 5 km 두께의 퇴적암이 집적되어 있다. 근원암은 3 km 이상 되는 쥐라기 흑색 셰일과 1 ${\sim}$ 2 km 두께의 백악기 흑색 셰일 그리고 수 km 두께의 중생대 이전의 탄산염암으로 구성되어 있다. 저류층은 높은 공극률을 가진 중생대부터 신생대에 퇴적된 사암과 중생대전에 균열된 탄산염암이다. 원유 트랩은 배사구조, 단층구조, 파묻혀 있는 언덕 그리고 층서형 트랩 형태다. 따라서 서한만에서의 퇴적층들은 다양한 형태의 근원암을 가지며 또한 공극률과 투수율이 높고, 많은 단층에 의한 이동경로를 가지게 되므로, 사암으로 이루어진 석유 저장지만 발견하면 석유를 생산할 수 있을 것으로 추정된다.

• 지질학회지
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• 제54권6호
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• pp.587-603
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• 2018

남해 대륙붕 제주분지의 각 퇴적층에 대한 심층 구조도를 작성하고 이를 기반으로 3-D 석유시스템 모델링을 수행하여, 이 지역의 석유와 가스의 생성과 배출, 그리고 이동과 집적에 대하여 분석하였다. 최하부 퇴적층인 에오세층을 근원암으로 설정하였으며, 하천-호수의 퇴적환경을 고려하여 타입 II와 III가 혼합된 케로젠으로부터 석유와 가스가 생성되는 것으로 입력하여 모델링을 실시하였다. 초기 유기탄소 함량은 기존의 시추공 자료들과 퇴적환경을 고려하여 4%로 입력하였다. 모델링 결과 많은 양의 석유와 가스가 생성되는 지역은 제주분지 내 한일공동개발광구(Joint Development Zone; 이하 JDZ) 4소구 서쪽지역으로, 20 Ma에 많은 양의 석유와 가스가 이곳의 근원암으로부터 배출되어 상위의 저류층으로 이동하였다. JDZ 4소구 지역의 근원암에서 배출되어 나온 석유와 가스는 주변에 이미 형성되어 있는 크고 작은 폐쇄형 유망구조(closure)로 이동하여 집적되었다. JDZ 1소구와 2소구가 접한 지역의 동쪽부분도 석유와 가스가 많이 생성되는 지역이다. 이곳에서 생성된 석유와 가스는 10 Ma에 주로 배출되었으며 근원암에서 배출된 석유와 가스는 상위의 퇴적층으로 이동하여 집적되었다. JDZ 1소구와 2소구가 접한 지역은 JDZ 4소구 지역보다 석유와 가스의 배출이 상대적으로 늦게 이루어지고 저류암으로의 이동도 상대적으로 늦게 나타나는 것으로 모델링되었다. 석유의 경우는 비교적 짧은 수평거리를 이동하는 것에 비하여 가스의 경우는 상대적으로 먼 수평거리를 이동하였으며 수직이동도 활발하였을 것으로 추정된다. 석유와 가스의 이동이 활발했던 시기는 마이오세 시기이며 이때는 광역적인 덮개암이 형성되기 이전이므로 많은 양의 석유와 가스가 지표로 유출되었을 가능성이 있다. 그러나 올리고세층과 마이오세층은 사질암과 이질암이 교호되는 지층으로, 폐쇄형 유망구조가 잘 형성된 곳에서는 석유와 가스가 집적된 것으로 모델링 되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권3호
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• pp.149-153
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• 1999

본 연구는 한국석유공사가 셸사(화란)와 공동탐사를 하고있는 남콘손분지에 대한 3차원 탐사작업의 일환으로 실시되었으며 구조가 매우 복잡한 동지역에서의 탄성파층서 해석 사례를 소개하고자 한다. 지질구조가 복잡한 지역에서는 탄성파상이나 시퀀스 경계면 형태(lap-out pattern)가 탄성파 자료상에 잘 나타나지 않으므로 Exxon Group(Vail et at., 1977)등이 개발한 탄성파 층서 분석법의 한계점이 있다. 이러한 지역에서는 시추공의 층서분석 결과와 탄성파 Attribute 및 등층후도 등을 이용하여 탄성파 층서 분석을 실시할 수 있다. 연구결과 탄성파 Attribute는 시퀀스 및 시스템트랙면의 고퇴적 환경과 암상변화와 대비가 되며 등층후도 및 구조도를 사용하여 시스템트랙 내부의 층서변화와 대비가 가능하였다. 또한 Azimuth Attribute를 사용하여 탄화수소의 이동경로 등을 예측할 수 있었다. 이러한 층서분석 결과를 종합하여 저류암, 덮개암, 구조형성시기, 및 탄화수소의 이동경로 등에 대한 리스크를 계산하는데 이용하였다.

• 한국석유지질학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2005

울릉분지의 남쪽에 위치하는 VI-1 광구에서는 돌고래, 고래 구조들에서 총 17개 공이 시추되었다. 탐사 시추공 중에서 대부분의 시추공에서 가스 징후를 보였으며 일부 시추공에서는 가스 및 컨덴세이트가 발견된 바 있다. 특히 고래 5구조에서 발견된 가스와 컨덴세이트는 상업성이 확인되어 생산을 준비하고 있다. 울릉분지의 저류층 구간의 천연가스는 탄화수소 성분을 93% 이상 함유하고 메탄의 함량이 탄화수소의 96% 이하인 습성 가스로 주로 석유나 케로젠의 크랙킹에 의해서 생성된 것으로 해석된다. 고래 1, 돌고래 3, 고래 5, 5-3공의 저류층 가스는 석유생성 단계 후기 내지 습성가스 단계에서 생성되어 이동되었으며, 가스를 생성한 근원암이 서로 다를 가능성을 보인다. 고래 1공과 고래 5공의 저류층 구간의 컨덴세이트에 대한 생물표기화합물 분석결과에 의하면 이들의 근원암에는 육상 기원 유기물이 매우 우세하게 포함된 것으로 나타났으며 호성 기원 유기물의 영향은 미미한 것으로 석유 및 가스의 생성에 영향을 주지는 않았을 것으로 생각된다. 고래 5공에서는 해성 기원 유기물이 일부 포함된 특성을 보여준다. 저류층 가스 분석 견과에서 나타난 바와 같이 고래 1공과 고래 5공 컨덴세이트는 각기 다른 근원암에서 유래했을 가능성을 보인다. 컨덴세이트의 열적 성숙도는 고래 5공의 경우 주 석유생성단계 초기 내지는 중기에 해당하고 고래 1공은 석유생성단계 중기에 해당하는 것으로 나타났다. 시추시료의 생물표기화합물에 의한 열적성숙도 변화경향과 컨덴세이트의 열적성숙도를 비교하여 컨덴세이트의 생성구간을 추정하면 고래 5공에서는 심도 3,000 m 부근으로 생각되며 고래 1 공에서는 3,900 m 구간 부근으로 생각한다. 하지만 고래 5공은 예상 심도까지 시추가 되지 않았으며 고래 1 시추공에서는 공내 붕락이 매우 심하게 일어났기 때문에 시추공 시료에서 탄화수소를 생성한 증거를 포착하기가 매우 어렵다.

• 자원환경지질
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• 제44권1호
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• pp.83-94
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• 2011

베네주엘라 중앙에 위치한 오리노코강을 따라 55,000 $km^2$의 면적에 동서로 길게 자리하는 오리노코 오일벨트에는 원시부존량이 약 1조 3천억 배럴, 가채매장량이 2,500억 배럴에 달하는 초중질유가 매장되어 있다. 베네주엘라 초중질유는 API 비중이 $10^{\circ}$ 이하이고, 점성도가 5,000 cP 정도로 무겁고 점성이 큰 탄화수소 자원이다. 오리노코 지역의 초중질유는 1930년대 최초로 보고되었지만, 이들의 상업적 개발은 1990년대에 이르러 비가열식 일차생산기법을 통해서 본격적으로 이루어지기 시작하였다. 오리노코 오일벨트는 초중질유 분포 양상에 의해 보야카, 주닌, 아야쿠초, 카라보보의 생산광구로 나누어지며, 이들은 모두 31개의 생산블럭으로 소분류된다. 현재 각 생산블럭은 베네주엘라 PDVSA와 외국계 기업의 합작 형태로 개발되고 있으며, 20개국 이상이 초중질유 개발 프로젝트에 참여하고 있다. 오리노코 오일벨트는 베네주엘라의 주요 석유분지 가운데 하나인 동베네주엘라 분지의 남쪽지역에 위치한다. 동베네주엘라 분지는 쥬라기 판 분화에 의해 형성되기 시작한 수동형 대륙 주변부 분지로 그 면적은 약 120,000 $km^2$이다. 동베네주엘라 분지에서 백악기 말에 형성된 석회질 셰일은 초중질유의 주요 근원암이다. 분지 내 탄화수소는 북쪽에서 남쪽으로 평균 150 km를 이동하면서 생분해작용을 거쳤으며, 이로 인해 점성과 비중이 높은 초중질유를 분지 남쪽 경계부인 오리노코 지역에 형성하였다. 주요 초중질유 저류층인 마이오세 오피시나층은 하성-에스츄어리 퇴적환경에서 발달한 미고결 사질 및 이질이 교호하는 퇴적체이다. 또한 오피시나층은 판의 운동에 의한 압축작용과 분지침강에 의해 형성된 다수의 신생대 단층이 분포하여 복잡한 저류층 지질 특성을 나타낸다. 불균질한 저류층 암상 분포와 복잡한 지질 구조의 저류층에서 경제적인 생산정의 설계와 효율적인 초중질유 회수를 위해서는 초중질유 저류층의 발달 과정과 그로 인한 지질학적 특성에 대한 심도 깊은 이해가 필요하다. 본 연구에서는 오리노코 초중질유 저류층에서 (1) 사질 저류층 두께 및 분포, (2) 이질 퇴적층의 분포, (3) 단층의 기하학적 분포, (4) 저류층 대상 심도 및 지열 특성, (5) 저류층 지중 응력상태, (6) 초중질유의 화학적 조성 등을 초중질유 생산성에 상대적으로 큰 영향을 미치는 주요한 지질학적 특성으로 주목하였다. 이러한 오리노코 지역의 지질학적 특성들은 3차원 탄성파 탐사, 시추간 물리검층과 같은 최신 기술들을 통해 앞으로 보다 빠르고 정확하게 규명되어질 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제15권4호
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• pp.407-421
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• 2005

본 연구는 부산광역시 도심지역 중 부산진구 양정동부터 동구 수정동까지 지역에 대한 수리지질 특성을 파악하였다. 이를 위하여 양정동의 암반대수층과 부산진구 부산진역 부근의 미 고결층에서 양수시험을 실시하였다. 특히 양정동의 암반대수층은 동래단층대와 만나는 지 역으로서 동래단층의 수리지 질 특성을 파악하는데 중점을 두었고, 부산진구 부산진역 부근의 미고결층에서 행한 양수시험에서는 해안매립지와 해안퇴적층(미고결층)의 수리지질 특성을 파악하였다. 양정동의 암반대수층에 대해서는 Moench의 구상체 이중공극모델이 적합한 것으로 나타났으며, 부산진역 부근의 미고결층에 대해서는 Neuman의 자유면대수층 모델이 적당한 것으로 나타났다. 암반대수층의 평균 투수량계수는 $2.75\times10^{-5}m^2/s$, 평균 저류계수는 $6.41{\times}10^-5}$이고, 미고결층의 투수량계수는 $8.24\times10^{-4}m^2/s$, 저류계수는 $3.70\times10^{-3}$이다. 한편 순간충격 시험에 의한 평균 투수량계수와 평균 저류계수는 각각 $9.84{\times}10^{-4}m^2/s\;와\;1.21{\times}10^-4}$이다.

• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-11
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• 2008

오일샌드는 비재래형(unconventional) 석유자원의 하나로서 비투멘(bitumen), 물, 점토, 모래의 혼합물이다. 오일샌드 비투멘은 API 비중이 $8-14^{\circ}$이고 점도가 10,000 cP 이상인, 매우 무겁고 점성이 큰 탄화수소 자원으로서 일반적으로 지표나 천부퇴적층에서 유동성을 갖지 않는다. 오일샌드 비투멘은 주로 캐나다 앨버타주와 사스캐추완주에 분포하고 있으며, 캐나다에만 원시부존량이 1조 7천억 배럴, 확인매장량이 1천 7백억 배럴에 달한다. 대부분은 앨버타주 포트 멕머레이(Fort McMurray) 인근의 아사바스카(Athabasca), 콜드레이크(Cold Lake), 피스리버(Peace River) 지역에 매장되어 있다. 캐나다 오일샌드 저류지층은 아사바스카 지역의 멕머레이층(McMurray Fm)과 클리어워터층(Clearwater Fm), 콜드레이크 지역의 멕머레이층(McMurray Fm), 클리어워터층(Clearwater Fm), 그랜드래피드층(Grand Rapid Fm), 피스리버 지역의 블루스카이층(Bluesky Fm)과 게팅층(Gething Fm)이다. 이들 지층은 하부 백악기 지층으로서 중생대 초-중기에 발생한 북미판과 태평양판의 충돌과 그로 인한 대륙전면분지(foreland basin)의 형성과정에서 퇴적되었다. 분지의 기반암은 복잡한 지형을 갖는 고생대 탄산염암이며, 그 위에 북미대륙 북쪽의 보레알해(Boreal Sea)로부터 현재의 북미대륙 서부를 남북으로 관통하는 전기백악기내해로(Early Cretaceous Interior Seaway)를 따라 해침이 발생하면서 오일샌드 저류지층이 형성되었다. 세 개의 주요 오일샌드 분포지역 가운데 80% 이상의 오일샌드를 매장하고 있는 아사바스카 지역의 저류지층인 멕머레이층과 크리어워터층의 최하부층원인 와비스코 층원(Wabiskaw Mbr)은 전기 백악기 시기의 해침층서를 잘 반영하고 있다. 멕머레이층 하부에는 하성기원의 퇴적층이 발달하고, 상부로 가면서 점차로 조석기원의 천해 퇴적층이 우세해지며, 와비스코 층원에 와서는 의해 세립질 퇴적층이 광역적으로 분포한다. 이러한 해침기원의 상향 세립화 경향은 아사바스카 오일샌드 부존지역에서 일반적으로 관찰된다. 오일샌드 부존지층은 일반적으로 불균질 저류층이며, 주요 저류층은 하성퇴적층이나 에스츄어리(estuary) 기원의 퇴적층에 발달한 하도-포인트 바 복합체(channel-pont bar complex)이다. 이러한 하도-포인트바 복합체는 범람원 및 조수평원 세립질 퇴적층이나 만-충진(bay-fill) 퇴적층과 함께 멕머레이층을 형성한다. 멕머레이층 상부에 오는 와비스코 층원은 주로 외해 세립질 퇴적층으로 이루어져 있으나, 멕머레이층을 대규모로 침식하는 하도사암층이 지역적으로 발달하기도 한다. 캐나다에서 오일샌드는 주로 노천채굴(surface mining)과 심부열회수(in-situ thermal recovery) 방식으로 생산한다. 50 m 미만의 심도에 묻혀있는 오일샌드는 노천채굴 방식으로 회수하여 비투멘 추출(extraction)과 개질(upgrading)과정을 거쳐 합성원유(synthetic crude oil)로 생산된다. 반면에 150-450 m 심도에 묻혀있는 오일샌드는 주로 심부열회수 방식으로 비투멘을 회수하여 비교적 간단한 비투멘 블렌딩(blending)과정을 통해 유동성을 증가시켜 정유시설로 운반한다. 심부열회수 방식으로 오일샌드를 개발할 경우 주로 스팀주입중력법(SAGD: Steam Assisted Gravity Drainage)이나 주기적스팀강화법(CSS: Cyclic Steam Stimulation)이 사용된다. 이러한 방법들은 저류층에 스팀을 주입하여 저류층 내의 온도를 상승시킴으로써 비투멘의 유동성을 증가시켜 회수하는 기술을 사용한다. 따라서 오일샌드 저류층 내부의 스팀전파효율을 결정하는 저류지층의 주요 지질특성에 대한 이해가 선행되어야 효과적인 생산설계와 효율적인 생산을 수행할 수 있다. 오일샌드 생산에 영향을 미치는 저류층의 주요 지질특성에는 (1)비투멘 샌드층의 두께(pay) 및 연결성(connectivity), (2) 비투멘 함량, (3) 저류지역 지질구조, (4) 이질배플(mud baffle)이나 이질프러그(mud plug)의 분포, (5) 비투멘 샌드층에 협재하는 이질퇴적층의 두께 및 수평연장성(lateral continuity), (6) 수포화층(water-saturated sand)의 분포, (7) 가스포화층(gas-saturated sand)의 분포, (8) 포인트바의 성장방향성, (9) 속성층(diagenetic layer)의 분포, (10) 비투멘 샌드층의 조직특성 변화 등이 있다. 이러한 지질특성에 대한 고해상의 분석을 통해 보다 효과적인 오일샌드 개발이 달성될 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권6호
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• pp.646-661
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• 2021

자그로스 습곡대는 신생대 시기에 아라비아 판과 유라시아 판이 충돌하며 형성되었다. 이 습곡대는 터키에서 호르므즈 지역까지 북서-남동 방향으로 2,000 km 이어진 산맥을 이룬다. 전세계 석유의 약 8%가 자그로스 산맥(충상단층)의 전면부에 발달한 습곡으로 이루어진 배사구조에 집적되어 있다. 지금까지 알려진 자그로스 지역의 5개 석유시스템 가운데 백악기 중기-마이오세 초기 석유 시스템의 원시 자원량이 가장 많다. 백악기 중기-마이오세 초기 석유 시스템의 근원암은 Kazhdumi층과 Pabdeh층으로 석유 생성 이상으로 숙성되었으며, 저류암은 Bangestan층군(Sarvak, Ilam층)과 Asmari층이며, 덮개암은 증발잔류암층인 Gachsaran층과 셰일 층인 Gurpi층이다. Bangestan층군과 Asmari층에 트랩되어 있는 원유는 90%이상이 Kazhdumi층에서 기원하였고 그 외 나머지 원유는 Pabdeh층에서 기원하였다. 데즈풀만 지역에서 고각의 배사구조를 이루고 있는 Asmari, Sarvak, Khami층은 이미 많은 부분이 탐사된 반면 좀더 깊은 곳에 위치한 퇴적층과 저각의 소규모 배사구조는 아직 탐사되지 않았다. 그러므로 이 지역의 개발 잠재력은 자그로스 습곡대 석유시스템의 이해를 필요로 한다.