• 지구물리와물리탐사
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• 제15권4호
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• pp.219-226
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• 2012

이 연구에서는 국내에서 연구가 미약했었던 중성자검층 수치모델링을 이용하여 다양한 시추공 환경에서의 검출기 반응을 분석하였다. 이를 위해 중성자검층 환경을 MCNP 알고리듬으로 구현하여 시뮬레이션을 수행하였다. MCNP 알고리듬은 방사선 수송 시뮬레이션이 및 3차원 기하구조 표현이 가능하여 다양한 분야에서 전세계적으로 많이 이용되고 있다. 먼저 시뮬레이션 결과를 검증하기 위해, 기존 연구의 검출기반응 결과 그래프를 이용하여 비교 분석하였다. 중성자 검층 반응 분석이 가능한 중성자 검층기의 일반적인 특징에 기초하여 수학적으로 중성자검층기 모형을 구성하여 반응을 계산하였다. 먼저, 석회암, 사암, 돌로마이트 등과 같은 매질에서 공극률을 다양하게 변화시켜 가며 수치 계산함으로써, 이 연구에서 고려하고 있는 중성자검층기의 교정곡선(calibration chart)을 도출하였다. 이에 기초하여, 실제 중성자검층 시 고려해야 할 공내수 유무에 의한 반응 변화, 염수가 중성자검층에 미치는 영향 등을 분석함으로써 시추공 환경 변화에 따라 보다 정확하게 공극률을 해석할 수 있는 기틀을 마련하고자 한다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.429-438
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• 2017

지질학, 자원공학의 다양한 분야에서 적용되는 중성자검층의 활용성과 측정값의 신뢰성을 높이기 위하여 Monte Carlo 알고리듬에 기초한 MCNP 모델링을 수행하였다. 본 연구에서는 중성자 존데와 지층의 수치모형화를 기본으로 존데 고유의 교정곡선과 MCNP 모델링으로 계산한 교정곡선과의 비교를 통해 모델링의 적정성을 확인하고 암상변화, 공극 유체 특성, 시추공 지름 변화, 케이싱 영향, 공내수 영향을 모델링 결과를 이용하여 고찰하였다. 모델링 결과, 암상 변화에 따른 중성자 계수율 비율의 변화를 정량적으로 파악하였다. 시추공 지름이 존데와 비슷한 3인치의 경우, 지름이 큰 경우보다 계수율의 비가 예상보다 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 공내수 영향이 작은 영향으로 해석되었다. 케이싱 내에서의 반응과 나공에서의 반응을 비교할 때 전반적으로 차이가 작았으며 특히 지층의 공극률이 증가하면 케이싱 영향이 감소하여 구분이 어려웠다. 지하수위 상부에 대한 모델링 결과는 지하수위 하부와는 반대의 경향을 나타냈으며 지하수위 파악에도 정성적으로 이용이 가능할 것으로 예상된다. 다양한 시추공 환경에 대한 모델링 결과는 중성자검층 현장자료의 자료처리와 해석이 유용하게 이용될 것으로 예상된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1708-1717
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• 2023

The grade analysis of lead-zinc ore is the basis for the optimal development and utilization of deposits. In this study, a method combining Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) technology and machine learning is proposed for lead-zinc mine borehole logging, which can identify lead-zinc ores of different grades and gangue in the formation, providing real-time grade information qualitatively and semi-quantitatively. Firstly, Monte Carlo simulation is used to obtain a gamma-ray spectrum data set for training and testing machine learning classification algorithms. These spectra are broadened, normalized and separated into inelastic scattering and capture spectra, and then used to fit different classifier models. When the comprehensive grade boundary of high- and low-grade ores is set to 5%, the evaluation metrics calculated by the 5-fold cross-validation show that the SVM (Support Vector Machine), KNN (K-Nearest Neighbor), GNB (Gaussian Naive Bayes) and RF (Random Forest) models can effectively distinguish lead-zinc ore from gangue. At the same time, the GNB model has achieved the optimal accuracy of 91.45% when identifying high- and low-grade ores, and the F₁ score for both types of ores is greater than 0.9.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권3호
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• pp.149-159
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• 2019

암석구성성분검층(중성자-감마스펙트로스코피검층)은 중성자선원의 비탄성산란과 중성자포획 작용으로부터 생성되는 감마선을 측정하여 지층의 원위치 광물조성을 추정할 수 있는 기술이다. 일반적으로 지층의 광물조성 평가는 코어에 대한 X선 회절법, X선 형광분석법 등의 실내 시험자료를 주로 이용하고 있으나 이는 조사 구간의 극히 일부분에 대한 결과이며 특히, 유체의 유동 경로 구간은 주로 파쇄대 및 사질층인데 이 구간들의 코어 회수율이 불량하여 조사 구간 전체에 대한 광물조성 평가는 한계가 있다. 따라서 시추공 전 구간에 대한 원위치 광물조성 추정 기술개발은 지중환경 평가에 중요한 역할을 할 수 있다. 이 기술은 전통, 비전통 저류층 평가를 중심으로 최근까지 장비 개발 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이지만 몇 개 서비스회사의 독점기술로 자세한 정보 미공개, 다양한 지층 및 인공모형을 이용한 화학-광물학 데이터베이스 구축 문제 등으로 국내 연구에 직접적으로 적용하기에는 어려움이 있었다. 이 해설논문에서는 암석구성성분검층의 기본원리, 시스템 구성, 교정시설, 국외 기 개발된 검층시스템 분석 및 연구개발 동향 등을 통해 해당 기술을 소개하고, 국내 시스템 제작을 위한 기술 적용 방안을 검토하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.231-240
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• 2006

화산섬 제주도에서 용암분출에 따른 물리검층 반응특성을 고찰하기 위하여 다양한 물리검층을 수행하였다. 지질조사 목적으로 다양한 물리검층을 수행한 사례가 없어 제주도 지질의 특이성에 대한 이해의 폭이 물리검층 자료의 해석에 매우 중요한 역할을 한다. 제주도의 지하수자원의 체계적인 개발과 보전 목적으로 해안을 중심으로 해수침투관측망을 구축하고 있다. 이들 해수침투관측망 중에서 나공 시추공에 대한 물리검층 결과, 지하수위 하부인 포화대 구간에서의 물리검층 반응은 용암의 누층과 관련된 반응이 뚜렷이 확인되었으며 특히, 중성자검층, 감마-감마(밀도)검층 및 전기비저항검층은 용암유동의 특성을 잘 반영하였다. 수중화산쇄설성퇴적층은 높은 공극률, 낮은 전기비저항과 밀도를 나타냈다. 제주도 지역에서 수행한 물리검층 자료는 지질학적인 특성을 잘 반영하고 있어 물리검층의 적용성이 높은 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.19-29
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• 2006

일본 최초의 파일럿 규모의 $CO_2$ 지중저장 프로젝트가 Niikgata 현 Nagaoka 시 근처 육상 염수 대수층에서 착수되었고 시간차 물리검층이, 주입된 $CO_2$의 도착과 저류층내의 $CO_2$ 포화도를 평가하기 위해 관측정들에서 실시되었다. $CO_2$는 20-40톤/일 의 속도로 1,110m 심도에 위치한 얇은 투수층에 주입되었다. 2003년 7월에서 2005년 1월까지 주입된 $CO_2$의 총량은 10,400 톤이다. 파일럿 규모의 시험은 3 개의 관측정들에서 시간차 물리검층을 수행함으로써 다공성 사암 저류층 내에서의 $CO_2$ 유동에 대한 이해를 높였다. 관측정 OB-2 에서 fiberglass 케이싱을 넣기 전과 넣은 후의 중성자 검층의 비교는 대상층 내에서 좋은 일치를 보였고 저류층 내에서 셰일 부피의 농도가 높을수록 두 물리검층 결과들 사이의 차이도 커졌다. 확인가능한 $CO_2$ 는 전자유도검층, 음파검층, 중성자검층에 의해 발견되었다. 음파검층으로부터 P 파 속도의 감소가 Nagaoka 현장에서 채취한 코아 시료에 대한 실험실 측정과 매우 잘 일치함을 확인하였다 세 개의 관측정 중 두 개에서 $CO_2$ 가 확인된 후, 음파 검층의 P파 속도와 추정된 $CO_2$ 포화도의 변화 추이를 성공적으로 맞출 수 있었다. 음파 속도의 시간변화 부합 결과는 sweep 효율성이 약 40%였음을 제시한다. 전기비저항에 대한 $CO_2$ 의 작은 영향으로 인하여 저류층이 부분적으로 포화되었을 때 전자유도검층에서는 작은 변화를 보여준다. 또한 $CO_2$ 부존층에서 $CO_2$의 포화도는 $CO_2$ 주입의 일시 중지 시에도 반응함을 발견하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.263-270
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• 2008

가스하이드레이트 개발사업단은 2007년 동해 울릉분지의 가스하이드레이트 탐사를 위하여 5개 정점에 대한 물리검층을 실시하였다. 물리검층은 시추와 동시에 지층의 물성 특성을 실시간으로 측정하는 LWD (Logging While Drilling) 및 MWD (Measurement While Drilling)가 동시에 수행되었다. LWD/MWD에서 취득된 검층자료는 전기비저항, 속도, 밀도, 공극률 및 자연감마와 시추와 동시에 얻어지는 온도, 압력 및 시추공경에 대한 자료 등이다. LWD/MWD에서 얻은 검층자료는 울릉분지에 가스하이드레이트의 존재가능성이 높은 몇 가지 증거를 보여주었다. LWD/MWD에서 취득된 검층자료를 기초로 하여 동해 울릉분지에 가스하이드레이트의 존재 가능성이 높은 3개 정점이 선정되었고, 이 정점에서 직접 시추작업을 수행한 견과 다량의 가스하이드레이트를 채취하는데 성공하였다. LWD를 통해 취득된 다양한 자료들은 향후 가스하이드레이트의 분포 및 매장량을 산정하기 위한 연구에 기초자료로 이용될 것이며, 그외 동해 울릉분지에서의 가스하이드레이트 함유 지층의 퇴적학적인 특성과 퇴적환경에 대한 연구에도 유용한 자료로 활용될 것이다.

• 자원환경지질
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• 제22권2호
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• pp.151-166
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• 1989

A study of rare-earth mineralization in Kyemyungsan metasedimentary formation of Precambrian Ogcheon Group was carried out in the Mt. Eore Area near Choongju City based on the thorium (Th) and uranium (U) count data of geophysical airborne survey. This rare-earth mineralization was found in the magnetite-bearing banded quartizite which contains diagnostically some amounts of the metamict allanite. The brown colored allanites are distributed as aggregates of fine grains and sometimes banded structures with magnetite (inter growth) along the banding. The ore bed is displaced by the small faults and granite intrusions, and separated 5 ore blocks. The dimensions of the outcrop are 50-80 m in width, 1,500 m in length with the strike of $N70-80^{\circ}E$ and dip of $50-80^{\circ}NW$. In the field, the values of total gamma ray count of GR-101A scintillometer were able to measure more than 400 cps and maximum 1,500 cps, which data are coincided with the values of GR-310 gamma ray spectrometer and the gamma ray count of well logging data. The chemical compositions of the allanites from EPMA data are ranged from$\sum^{TR_2O_3}$ 18.57% to 26.00%, and the cerium oxides ($Ce_2O_3$) of allanite are positive relation with $La_2O_3$, MgO, FeO, MnO and negative relation with $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Nd_2O_3$. The result of Neutron Activation Analysis (N.A.A.), Multi-Channel Analysis (M.C.A.) and wet chemistry of 25 outcrop samples for the elements of REE, Zr, U, Th shows strong anomalies. The good correlation elements with the thorium (Th) are the elements of La, Ce, LREE, $TR_2O_3$, Pr, Sm, Yb, Lu by the increasing order.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권3호
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• pp.143-153
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• 2015

탄화수소 생산에서 화학공법은 폴리머 용액을 저류층에 주입함으로써 탄화수소의 생산량을 증대시키는 방법이다. 화학공법의 유용성을 파악하기 위해서는 저류층 내 폴리머 용액의 거동 양상을 모니터링하는 것이 매우 중요하다. 저류층 내 폴리머 용액과 유체 변화에 대한 모니터링의 가능성을 확인하기 위해, 저류층을 구성하고 있는 암석 및 유체의 종류, 포화도 등의 매개변수에 따른 탄성파 및 전기비저항 암석물리모델을 구성하고, 폴리머 주입에 따른 탄성파 및 EM 토모그래피의 반응을 계산하였다. 특히 전기비저항 암석물리모델 구성에서는 순수사암, 셰일질 사암, 사암셰일박리층 3가지의 서로 다른 저류층 암석을 고려하였다. 폴리머 용액의 농도는 가장 일반적으로 이용되는 2 wt%로 하고 담수를 이용한 경우와 염수를 이용한 경우로 나누어 분석하였다. 더 나아가, 화학공법에 대한 중성자검층 민감도 분석을 수행하였다. 이 논문에서 다루는 기법들은 탄화수소 저류층뿐만 아니라 지열 저류층 등의 모니터링에 있어서도 중요하게 적용될 것이다.