• 한국가스학회지
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• 제20권3호
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• pp.1-11
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• 2016

수압파쇄된 석탄층 메탄가스(coalbed methaen, CBM) 수평정의 생산거동을 예측하고 궁극가채매장량(estimated ultimate recovery, EUR)을 산출하기 위해 감퇴곡선분석, 유동영역분석, 유동물질평형분석을 활용하여 CBM 생산자료를 분석하였다. 가상의 생산자료를 발생시키기 위해 미국의 아팔라치안 분지(Appalachian basin)의 CBM 물성자료를 기반으로 저류층 모델을 구축하였다. 생산자료 분석 결과, 약 6~16년간 천이유동이 발생하였으며, 그 후에 경계지배 유동이 발생하였다. 천이유동 구간의 자료를 활용하여 생산자료 분석을 시행할 경우 예측된 생산자료와 가상의 생산자료 간의 큰 오차가 발생하였으며, 생산거동 예측이 불가함을 확인하였다. 경계지배유동의 생산자료 분석 결과, 1년 이상의 자료를 가지고 있을 때 EUR 오차율 5%이내에서 생산거동 예측이 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.64-77
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• 2018

Horseshoe Canyon 석탄층 메탄가스 광구 4개 생산정의 생산이력과 압력 시험자료를 바탕으로 물질평형법과 감퇴곡선법을 이용하여 원시부존량을 예측하는 연구를 수행하였다. 물질평형법은 전통가스 물질평형법과 Jensen and Smith법을 이용하였고, 감퇴곡선법은 Arps 경험식과 Khaled 법을 이용하였다. 그 결과, 전통가스 물질평형법과 Jensen and Smith법을 이용한 경우의 차이는 12% 이내로 부존량 예측에 큰 차이는 없고, 감퇴곡선법을 적용한 경우, 감퇴지수가 1이상, 최대 3.5에 이르러, Arps 방정식을 이용하면 부존량이 무한대로 산출되므로 Khaled 법을 적용하는 것이 적절하였다. 전통가스 물질평형방정식을 이용한 부존량 예측 결과와 Khaled 법을 이용한 예측 결과의 차이는 8.67% ~ 31.04% 였고, Jensen and Smith 방정식과 Khaled 법을 이용한 부존량 예측 결과의 차이는 13.67% ~ 26.49%로 후자의 경우가 차이가 더 적었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.9-17
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• 2018

Brazilian splitting tests, uniaxial compression tests and triaxial compression tests are carried out on the coal samples cored from Shanxi group $II_1$ coal seam of Jiaozuo coal mine, Henan province, China, to obtain their property parameters. Considering the bedding has notable effect on the property parameter of coal, the samples with different bedding angles are prepared. The effects of bedding on the anisotropic characteristics of the coal seam are investigated. A geological geomechanical model is built based on the geology characteristics of the Jiaozuo coal mine target reservoir to study the effects of bedding on the fracture propagations during hydraulic fracturing. The effects of injection pressure, well completion method, in-situ stress difference coefficient, and fracturing fluid displacement on the fracture propagations are investigated. Results show bedding has notable effects on the property parameters of coal, which is the key factor affecting the anisotropy of coal. The hydraulic cracks trends to bifurcate and swerve at the bedding due to its low strength. Induced fractures are produced easily at the locations around the bedding. The bedding is beneficial to form a complicated fracture network. Experimental and numerical simulations can help to understand the effects of bedding on hydraulic fracturing in coalbed methane reservoirs.

• 한국가스학회지
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• 제22권2호
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• pp.34-45
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• 2018

석탄층 메탄가스(CBM) 저류층은 탄화과정 중에 탄리(cleat)가 물로 채워지게 되며, 탄리 내 물의 거동이 CBM 생산거동에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 정확한 생산 자료 분석을 수행하기 위해서는 탄리 내 물 포화도가 CBM 생산에 미치는 영향을 고려해야 한다. 이에 본 연구에서는 서로 다른 물 포화도 조건을 갖는 CBM 저류층에 표준곡선(type curve) 분석을 수행하고 조건별 적합도를 평가하였다. CBM 생산 자료를 취득하기 위해 CMG사(社)의 GEM을 이용하여 물 완전포화, 중간포화, 불포화 상태의 저류층 모델을 구축하였으며, Fetkovich, Palacio-Blasingame(P-B), Agarwal-Gardner (A-G) 표준곡선 분석을 수행하였다. 그 결과, 불포화 CBM의 경우 Fetkovich 표준곡선이 후기 시간 영역에서 일치(matching)가 잘 이루어지지 않는 반면 A-G 표준곡선 모델에 우수한 일치를 나타내었다. 또한 중간 포화 CBM 생산 자료는 후기 시간 영역에서 표준곡선 모델 모두와 잘 일치되는 것을 확인하였다. 완전 포화 조건의 경우 최대 생산량(qpeak)이후 적은 양의 생산 자료만을 이용해서도 P-B와 A-G 표준곡선에 정확하게 일치되었으며, 이를 기반으로 특정 물 포화도 조건에서 각 표준곡선이 갖는 장 단점이 분석되었다. 따라서 CBM 개발 시 물 포화도 조건에 따라 적합한 표준곡선을 선택함으로써 CBM 저류층의 정확한 생산 자료 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제23권3호
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• pp.7-19
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• 2019

본 연구에서는 석탄층 메탄가스전에서의 영향반경 내 저류층 압력에 따라 변화하는 투과도를 고려한 저류층 생산성을 산출하고 그 저류층의 생산특성을 반영한 물질평형법을 사용하여 향후 생산거동을 예측하는 모델을 개발 하였다. 석탄층 메탄가스전을 대상으로 개발한 방법과 전통적인 방법의 저류층 생산성을 유정시험 측정치를 기준으로 비교하였다. 그 결과, 전자의 경우 결정계수($R^2$)가 약 0.76, 후자의 경우 0.69이었다. 이를 통해 석탄층 메탄가스전의 생산성을 대표할 때, 영향반경 내 저류층 압력과 압력 의존 투과도를 고려한 저류층 생산성이 더 적합함을 확인하였다. 이 과정을 통해 유정시험 측정치가 존재할 때, 압력 의존 투과도를 계산하기 위한 영향반경 내 저류층 압력을 산정하는 방법을 제안하였다. 산출한 저류층 생산성과 물질평형법을 이용하여 31개 가스정의 향후 15년간의 생산거동을 예측하여 압력 의존투과도를 고려하지 않은 문헌의 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 적용된 현장의 압력 의존 투과도는 최대 1.17배 상승하여 각 가스정당 일일 생산량이 문헌의 결과 대비, 최대 약 15% 증가하는 결과가 도출되었다. 문헌들에 따르면, 석탄층 메탄가스전의 투과도는 저류층 압력에 따라 6~25배 증가하기도 한다. 그 경우, 생산거동은 전통적인 가스 전과 큰 차이가 나타날 것으로 사료된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제6권6호
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• pp.613-624
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• 2014

The fractures in coal are the main migration and output channels of coalbed methane, directly influencing the permeability of the coal seams. It is of great significance to study the effect of fracture distribution in coals on the permeability of coal seam. The development rules of endogenetic and exogenetic fractures are different among various coal lithotypes. There is also difference in the fracture density for the same lithotype with different thicknesses. Through the observation and description of the macroscopic fractures in coal and the origin of fractures in coal, the effect of the coal lithotype and its thickness on fracture development in coal was discussed. It was found through the study that the density of fractures in vitrain band was the maximum for the same coal rank and thickness, followed by clarain band. There were few fractures developed in the durain band. However, the changes of fracture density in three types of bands presented different declining trends for low, medium and high coal rank. There were no fractures developed in the fusain. There were three variation patterns for the fracture densities at the same coal rank and coal lithotype: linear decrease, nonlinear decrease, and first decrease then remaining unchanged. However, the overall trend was that the fracture density decreased with the increase of thickness of coal band for the same coal rank and coal lithotype.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.973-980
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• 2015

비전통 에너지자원은 전통 에너지자원에 비해 지리적으로 넓은 지역에 걸쳐 연속적인 형태로 분포되어 있으나, 잔존 기술적 회수가능 자원량(TRR : Technical Recoverable Resource)은 전통자원과 비슷하여 그 개발이 확대되고 있으며, 특히 셰일가스, 치밀가스, 석탄층 메탄가스, 가스하이드레이트 등의 비전통 가스자원의 개발이 활기를 띄고 있다. 그러나 현재의 물리검층 기술로는 비전통 자원에 포함된 물성, 특히 가스의 함량을 정확히 계산하기 어려우며 관련 기자재 또한 일부 해외 업체에서 독점하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지하심부의 시료채취 순간부터 그 지점의 심부압력을 유지하여 시료 내 가스의 손실 없이 코어를 회수하고, 온도와 압력을 실시간으로 기록하는 저류층 PCS(Pressure Core Sampler)를 개발하였으며, 제작된 시제품의 검증을 위한 성능실험을 수행하였다. 모든 성능평가를 통과한 시제품은 In-situ 물성자료의 취득은 물론이고 정확하고 신뢰성 있는 시추코어를 확보하는 데 기여할 것이다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.11-19
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• 2020

In recent years, oil prices have continued to be low owing to the development of unconventional resources such as shale gas, coalbed methane gas, and tight gas. However, shipping companies are still experiencing difficulties because of recession in the shipping market. Hence, they devote considerable effort toward reducing operating costs. One of the important parameters for reducing operating costs is the frictional resistance of vessels. Generally, a vessel is covered with paint for smoothing its surface. However, frictional resistance increases with time owing to surface roughness, such as that caused by fouling. To prevent this, shipping companies periodically clean or repaint the surfaces of vessels using analyzed operating data. In addition, studies using various methods have been continuously carried out to identify this phenomenon such as fouling for managing ships more efficiently. In this study, numerical simulation was used to analyze the change in the resistance performance of a ship owing to an increase in surface roughness using commercial software, i.e., Star-CCM+, which solves the continuity and Navier eStokes equations for incompressible and viscous flow. The conditions for numerical simulation were verified through comparison with experiments, and these conditions were applied to three ships to evaluate resistance performance according to surface roughness.