• Tunnel and Underground Space
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• v.26 no.2
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• pp.59-67
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• 2016

In this paper, we perform a numerical analysis to evaluate the potential of fault reactivation during gas production from hydrate bearing sediments and the moment magnitude of induced seismicity. For the numerical analysis, sequential coupling of TOUGH+Hydrate and FLAC3D was used and the change in effective stress and consequent geomechanical deformation including fault reactivation was simulated by assuming that Mohr-Coulomb shear resistance criterion is valid. From the test production simulation of 30 days, we showed that pore pressure reduction as well as effective stress change hardly induces the fault reactivation in the vicinity of a production well. We also investigated the influence of stress state conditions to a fault reactivation, and showed that normal fault stress regime, where vertical stress is relatively greater than horizontal, may have the largest potential for the reactivation. We tested one simulation that earthquake can be induced during gas production and calculated the moment magnitude of the seismicity. Our calculation presented that all the magnitudes from the calculation were negative values, which indicates that induced earthquakes can be grouped into micro-seismic and as small as hardly perceived by human beings. However, it should be noted that the current simulation was carried out using the highly simplified geometric model and assumptions such that the further simulations for a scheduled test production and commercial scale production considering complex geometric conditions may produce different results.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.27 no.6
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• pp.771-778
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• 2013

Gas hydrate (GH) process is a new desalination technology, where GH is a non- stoichiometric crystalline inclusion compounds formed by water and a number of gas molecules. Seawater GH is produced in a low temperature and a high pressure condition and they are separated from the concentrated seawater. The drawback of the GH process so far is that salt contents contained in its product does not meet the fresh water quality standard. This means that the GH process is not a standalone process for seawater desalination and it needs the help of other desalting process like reverse osmosis (RO). The objective of this study is to investigate the effect of GH process on energy saving for RO process in seawater desalination. The GH product water quality data, which were obtained from a literature, were used as input data for RO process simulation. The simulation results show that the energy saving effect by the GH process is in a range of 68 % to 81 %, which increases as the salt removal efficiency of the GH process increases. Boron (B) and total dissolved solids (TDS) concentrations of the final product of the hybrid process of GH and RO were also investigated through the RO process simulation to find relavant salt rejection efficiency of the GH process. In conclusion, the salt rejection efficiency of the GH process should exceed at least 78% in order to meet the product water quality standards and to increase the energy saving effect.

• Economic and Environmental Geology
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• v.46 no.1
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• pp.71-84
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• 2013

Most gas hydrates (GH) occur in ocean sediments. Global GH reserves are estimated to be $10^{13}{\sim}20{\times}10^{15}m^3$, which is nearly 1,000 times the amount of current world energy consumption. Methane hydrate (MH) has the potential to be developed into future natural gas resources to replace traditional oil and gas resources, and thus MH production technologies such as depressurization, inhibitor injection, thermal stimulation, and $CO_2-CH_4$ substitution need to be further developed. MH production, which is expected to be in test production until 2014 in Korea, is focused on the development of GH production technologies for use in the commercial production of methane gas. This study compares MH production technology and its ability to meet the twin goals of being both effective and environmentally friendly while taking into consideration the complex phenomena of GH decomposition.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.24 no.6
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• pp.18-27
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• 2020

This study presents flow assurance analysis in subsea pipeline considering system availability of topside in LNG-FPSO. A hydrate management strategy was established, which consisted of PVCap experiments, system availability analysis of LNG-FPSO topside, hydrate risk analysis in the pipeline, and calculation of PVCap injection concentration. The experimental data required for the determination of PVCap injection concentration were obtained by measuring the hydrate induction time of PVCap at the subcooling temperatures of 6.1, 9.2, and 12.1℃. The availability of LNG-FPSO topside system for 20 years was 89.3%, and the longest downtime of 50 hours occurred 2.9 times per year. The subsea pipeline model for multiphase flow simulation was created using field geometry data. As a result of risk analysis of hydrate plugging using subsea pipeline model, hydrate was formed at the end of flowline in 23.2 hours under the condition of 50 hours shutdown. The injection concentration of PVCap was determined based on the PVCap experiment results. The hydrate plugging in subsea pipeline of LNG-FPSO can be completely prevented by injecting PVCap 0.25 wt% 2.9 times per year.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.501-503
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• 2007

오호츠크해 사할린 북동 해저사면지역은 세계적인 가스수화물 산출지역으로 알려져있다. 이미 2005년 탐사에서 50 cm 두께의 순수 가스수화물 시료를 해저면에서 채취한 지역이다. 2006년 탐사에서는 다양한 주파수대역의 고해상도 지구불리장비를 사용하여 탐사를 실시하였다. Side-scan Sonal와 3.5 kHz SBP 탐사, 수중음향 탐사를 통해 대규모 하도구조가 가스수화물지역의 북쪽 경계를 형성하고 있음을 밝혔다. 가스수화물의 BSR은 수심에 얕아짐에 따라 계속해서 심도가 감소하여 수심 약 300 m에서 해저면에 다다름. 이는 연구지역에서의 가스수화물 안정대의 상부경계가 약 300 m임을 시사한다 가스수화물 분출구조들은 약 1000m 수심을 경계로 천부에 분포하고, 해저면에는 원형의 가스분출구조들이 특징적으로 나타난다. 반면에 1000 m 수심보다 깊은 지역에서는 mud-dirpir의 상승구조로 판단되는 상승구조들이 해저면에 굴곡지형을 형성하고 있다. 해수중으로 분출하는 가스기둥들은 수심 111.2 m에서 1226.4 m 지점까지 다양한 수심에서 분포하며, 상승높이는 최대 750 m에 이르며, 약 150 m 수심까지 도달한다. 이는 해저에서 분출되는 메탄가스가 해수에 흡수되지 않고 해수면까지 이동하여 대기중으로 발출될 수 있음을 시사한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.553-553
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• 2009

LFG는 약 4,500kcal/$m^3$의 높은 발열량을 가지는 에너지원으로 활용이 가능한 동시에 GWP가 21인 $CH_4$를 제거함으로써 탄소배출권(CERs) 확보를 통해 CDM 또는 ET 시장에서 유리한 위치를 선점할 수 있다. LFG의 활용기술에는 발전과 중질가스 및 고질가스 형태의 연료로 생산하는 방식이 있다. 하지만 기존의 기술은 LFG의 발생량이 일정규모 이상인 매립지에서 경제성을 가지기 때문에 국내에서는 14곳의 대형 매립지에서만 에너지원으로 활용하고 있다. 그 외 중소규모 매립지에서는 대기중으로 방출하거나 소각하여 처리하므로 가용한 에너지원이 버려지고 있을 뿐만 아니라 지구온난화에 영향을 미친다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 LFG를 경제성을 가지는 에너지원으로 활용하기 위하여 하이드레이트화를 이용한 $CH_4$ 분리, 정제, 수송 연구를 진행하였으며, 이러한 연구의 일환으로 pure $CH_4$를 대상으로 하이드레이트 형성 시 구동력(driving force)에 따른 induction time, growth rate, gas consumption 측정을 통하여 LFG를 이용한 가스 하이드레이트 생산을 위한 운전조건 선정을 위한 기본 자료로 사용하고자 한다.

• Korean Journal of Microbiology
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• v.50 no.3
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• pp.191-200
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• 2014

Gas hydrates play a significant role in the global carbon cycle and climate change because methane, a greenhouse gas, can be released from the dissociation of gas hydrate. Anaerobic oxidation of methane (AOM) is an important process that consumes more than 90% of the methane released into the hydrosphere and atmosphere. In this study, the microbial community associated with the methane gas hydrate sediment in the Ulleung basin, East Sea of Korea (UBGH) was analyzed by phylogenetic analysis of the mcrA and 16S rRNA gene libraries. A vertical stratification of the dominating anaerobic methane oxidizer (ANME)-1 group was observed at the surface and the sulfate methane transition zone (SMTZ). The ANME-2c group was found to be dominant in the high methane layer. The archaea of marine benthic group B, which is commonly observed in the AOM region, accounted for more than 50% of the identifications in all sediments. Nitrate reducing bacteria were predominant at SMTZ (Halomonas: 56.5%) and high methane layer (Achromobacter: 52.6%), while sulfate reducing bacteria were not found in UBGH sediments. These results suggest that the AOM process may be carried out by a syntrophic consortium of ANME and nitrate reducing bacteria in the gas hydrates of the Ulleung Basin of the East Sea.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.580-583
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• 2008

다양한 고리형 에스테르 및 고리형 케톤 화합물을 시도하여 새로운 구조-II 및 구조-H 수용성 하이드레이트 형성체를 발견하였다. 이렇게 새로이 발견된 하이드레이트 형성체에 대해서는 상평형 측정 및 분광학적 분석을 수행하여 안정영역과 분자 거동을 파악하였다. 새로이 발견된 하이드레이트 형성체는 물과의 용해성이 우수하여 하이드레이트 형성이 빠른 속도로 이루어져 실제 응용 분야에서 중요하게 사용될 수 있을 것으로 전망된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.595-596
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• 2008

가스 하이드레이트의 생성속도와 전환율을 높이며, 동시에 생성유도시간을 억제하기 위한 방법으로 다공질 물질을 활용하여 공극 내에 물을 함침시킨 후 가스와 반응시키는 제조방법을 개발하였다. 내용적 10 L 의 대용량 고압 반응기를 제작하여 실험을 수행하였으며, 장치 대형화에 따른 다공질 실리카겔의 다짐현상에 의한 발열제어 등에 대한 문제점은 특별히 나타나지는 않았다. 하이드레이트 형성을 위한 구동력이 높을수록 생성속도가 좋아지는 것을 확인하였다. 일반 벌크상 하이드레이트 제조법과 비교하여 매우 높은 생성속도 및 전환율, 거의 제거된 생성유도시간 등은 응용기술로 활용하기에 매우 바람직한 특성으로써 선택적인 가스분리, 가스저장 매체로 활용이 가능하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.148.1-148.1
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• 2011

본 연구에서는 가스 하이드레이트의 미래 상업생산을 위한 연구활동으로 동해 울릉분지 현장시료를 채취하여 가스 하이드레이트 함유토의 열전도 현상에 관한 연구를 실시하였다. 두 종류의 현장시료를 이용하여 메탄 하이드레이트를 생성하여 공극비 및 포화도에 따라 조건을 달리하여 실험을 수행하였다. 열전도도 측정을 위하여 Transient Plane Source (TPS) 기법을 이용하였다. 현장시료의 사용에 앞서 예비실험으로써 F110표준사를 사용, 비교 분석 자료로써 활용하였다. 하이드레이트 생성 확률을 높이는 기법으로써 불포화시료를 동결, 해동 후 가스를 주입하였으며 동결된 불포화 시료의 열전달양상의 변화를 함께 고찰하였다. 실험결과, 하이드레이트의 포화도가 증가함에 따라 함유토의 열전도도의 증가함을 알 수 있어다. 거의 동일한 물과 GH의 열전도도에도 불구하고 하이드레이트 결정화 작용으로 동일한 포화도의 불포화 시료와 비교하여 약간의 상승을 보였다. 또한 공극비 및 흙을 구성하는 미네랄의 성분에 따라 열전도도의 발현 양상이 상이함을 관찰하였다. 이에 차후 하이드레이트 생산을 위한 현장 측정 및 전산 모사시 이에 관한 고려가 필요할 것으로 사료된다.