• 자원환경지질
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• 제8권3호
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• pp.135-146
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• 1975

The chiastolite bearing shale was known to occur in various coal fields in South Korea among which the Kangneung coal fields is the most outstanding in quality and quantity of chiastolite. The chiastolite occurs mostly in black shales of Sadong formation and little in shales of Hongjom and Kobangsan formations, and is most abundant in the footwall coaly shales of the Sadong coal seams. The chiastolite has been proved to be thermal contact product of the high aluminous shale that comes into contact with Kangneung granite. The distribution of chiastolite in the Kangneung coal field is irregular. The eastern part of the region contains more chiastolite than that of western part. It is believed that the difference of the grade is due to the intensity of metamorphism. The grade of chiastolite in the shale varies from few percent up to as high as 60 % in volume, and the minable reserve of the chiastolite is estimated about 4,700,000 tons. This reserves is rather concentrated in few localities such as in Jiam Mine, Jungrim Mine, Sir 1 Hang in the Whasung Mine, the second and third sections of Kangneung Mine and Umbuelri district. The chemical composition of chiastolite bearing coaly shale is $SiO_2$, 35.0%; $Al_2O_3$, 27.0%; $Fe_2O_3$, 0.29%.

• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.21-35
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• 2008

오일셰일이란 케로젠이라 불리는 유기물을 포함하는 세립질의 퇴적암으로 오일셰일 내에 포함되어 있는 케로젠은 적당한 온도와 압력 하에서 중질 원유와 유사한 성분을 갖는 셰일오일로 전환이 가능하다. 전 세계적으로 약 2.9조 배럴이라는 막대한 양의 오일셰일이 매장되어 있지만, 이들에 대한 개발은 아직 초기단계 수준에 머무르고 있다. 본 논문에서는 주요 오일셰일 매장지의 지질학적 특성을 소개하고, 이들 오일셰일의 최근 개발 현황과 기술 그리고 개발 가능성에 대해 정리하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5915-5922
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• 2013

본 연구에서는 셰일 골재의 콘크리트용 굵은골재로의 활용을 위한 성능개선 방안으로 발수제와 폴리머를 사용하여 셰일 골재를 코팅하였으며, 코팅방법에 따른 밀도, 흡수율, 마모율, 안정성 등 물리적 특성을 평가하였다. 또한, 성능개선 효과를 검토하기 위하여 셰일 골재의 치환율을 변화시켜 제조한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트의 특성과 재령별 압축강도, 휨강도 및 동결융해 저항성을 평가하였다. 실험결과, 골재의 절대건조밀도는 모든 골재에서 콘크리트용 굵은 골재의 밀도 사용기준인 $2.50g/cm^3$이상을 만족하는 것으로 나타났으며, 발수제 코팅에 의한 셰일 골재는 성능개선 전 셰일 골재와 비교하여 약 50%의 흡수율을 감소시키는 것으로 나타났다. 마모율은 폴리머 코팅에 의한 경우 성능개선 전과 비교하여 최대 13.0%의 마모율 감소를 나타내었으며, 안정성은 모든 골재에서 콘크리트용 굵은 골재 사용기준인 12% 이하를 만족하였다. 발수제에 의한 성능개선 셰일 골재의 슬럼프는 성능개선 전의 셰일 골재보다 약 20~30mm 높게 나타났으며, 공기량은 발수제를 코팅한 셰일 골재의 경우 코팅하지 않은 셰일 골재보다 약 1.0%의 공기량 증가를 나타내었다. 폴리머 코팅 셰일 골재의 재령 28일 압축강도는 Plain 골재를 사용하여 제조한 콘크리트와 비교하여 압축강도는 RS(F) 95.7%, BS(F) 90.0%로 나타났으며, 휨강도는 RS(F) 98.0%, BS(F) 92.0%의 수준으로 나타났다. 또한, 폴리머로 코팅된 셰일 골재를 사용한 콘크리트의 300 cycle 동결융해 후 상대동탄성계수는 RS(F)와 BS(F)에서 91%와 88%로 나타나 코팅에 의한 셰일골재의 성능개선은 동결융해 반복에 따른 내구성능 증진에도 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2002년도 추계학술발표회
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• pp.195-199
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• 2002

This study is for know chemistry of the representative soils from Keumsan, its relationships with dissolved compositions, and its absorption relationships within the flora. It has been done for two comparisons: 1) phyllite, shale and granite(PSG), and 2) granite and coal bearing shale(GC). Among the soil leachate of the PSG, cations are mainly low in the phyllite area while anions are mainly low in the granite area. In the soil compositions, Ca and Mg of the beans are high and Na is high in the granite area while Ca and Na of the perilla are high in the granite area and Mg is high in the phyllite area. In th both species, Na for the granite area and Mg for the phyllite area are high while Ca for the shale area is low. Among the flora, shale area shows low Ca and Mg contents while granite area shows slightly high Na contents, regardless the species. Compared with beans, perilla is low in the Mg and high in the Na contents. These relationships show that the contents of the soil leachate do not reflect absorption within the flora. Among the soil leachate of the GC, shale area is high in the most of the elements. Especially, SO$_4$ is over 15 times high In the phyllite area. In the soil, granite area shows high Ca, Na and low Mg contents. In the flora, the Miscanthus sinensis shows high Ca and Mg contents in the granite area while the Artemisia vulgaris shows high Ca, Ca and Mg contents in the shale area. These relationships for contents of the flora and soil leachate suggest that the flora has a different absorption according different species.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권4호
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• pp.403-430
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• 2014

Shale gas formations exhibit strong mechanical and strength anisotropies. Thus, it is necessary to study the effect of anisotropy on the hydraulic fracture initiation pressure. The calculation model for the in-situ stress of the bedding formation is improved according to the effective stress theory. An analytical model of the stresses around wellbore in shale gas reservoirs, in consideration of stratum dip direction, dip angle, and in-situ stress azimuth, has been built. Besides, this work established a calculation model for the stress around the perforation holes. In combination with the tensile failure criterion, a prediction model for the hydraulic fracture initiation pressure in the shale gas reservoirs is put forward. The error between the prediction result and the measured value for the shale gas reservoir in the southern Sichuan Province is only 3.5%. Specifically, effects of factors including elasticity modulus, Poisson's ratio, in-situ stress ratio, tensile strength, perforation angle (the angle between perforation direction and the maximum principal stress) of anisotropic formations on hydraulic fracture initiation pressure have been investigated. The perforation angle has the largest effect on the fracture initiation pressure, followed by the in-situ stress ratio, ratio of tensile strength to pore pressure, and the anisotropy ratio of elasticity moduli as the last. The effect of the anisotropy ratio of the Poisson's ratio on the fracture initiation pressure can be ignored. This study provides a reference for the hydraulic fracturing design in shale gas wells.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.393-398
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• 2007

흑색 셰일이 존재하는 지역에서 탄성파 주시 토모그래피 탐사를 수행하였다. 흑색 셰일은 퇴적암 기원으로 속도 이방성을 가지는 것으로 알려져 있기 때문에, 주시 토모그래피를 적용하여 정확한 역산 모형을 도출하기 위하여 이방성을 역산 과정에 적용하였다. 속도 이방성 계수는 탐사에서 획득한 자료에 대하여 탄성파의 초동시간에 의한 직선파선으로 가정한 속도와 전파각이 형성하는 이방성 타원의 형태로부터 추출할 수 있었으며, 이로부터 수평방향의 전파속도가 수직방향의 전파속도보다 빠름을 확인할 수 있었다. 속도 이방성 계수는 역산 과정에 적용되어 실제 지질구조에 부합하는 속도 구조를 획득하였다. 속도 이방성을 고려한 역산은 동일한 지역에서 3개의 구간에서 수행하였고, 각각의 결과는 지표지질 및 시추결과와 비교하여 높은 유사성을 보여주었다.

• 자원환경지질
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• 제46권1호
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• pp.63-69
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• 2013

본 연구에서는 최근 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 셰일가스 개발 과정 중 발생 가능한 환경문제에 대해 고찰하고자 하였다. 셰일가스는 개발 가능한 자원량 측면에서 매우 우수하며, 기존의 석유 및 석탄에 비해 이산화탄소 및 아황산가스 배출량도 적은 친환경적인 연료이다. 셰일가스가 부존하는 지층의 특성상 개발 과정 중 유체투과도를 높이는 수압파쇄공법 적용이 필수적이나, 이러한 기술 적용에 따라 수질, 토양, 대기 오염 등 다양한 환경문제의 발생이 예상된다. 셰일가스 개발에 따른 오염은 지상 및 함수층 주변에서 발생 가능하며, 따라서 셰일가스 개발은 환경적으로 위험 요소가 될 수 있다. 그러므로 셰일가스 개발 시 발생 가능한 환경문제에 대한 이해가 필요하며, 본 연구에서는 향후 수압파쇄공법에 의한 셰일가스 개발 시 발생할 수 있는 주요 환경 문제들을 정리하고, 이에 대한 해결 방안들을 제시하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5551-5557
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• 2012

건설공사 현장에서 발생하는 버럭 중 퇴적암은 대부분 야적, 매립 등으로 폐기하고 있어 공사비의 증대 및 시공 비효율화의 원인이 되고 있다. 이 중 일부 사암의 경우 선별하여 골재로 활용하기도 하지만, 셰일은 대부분 산업폐기물로 매립하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 골재수급 안정화 및 콘크리트용 대체골재 자원 개발의 일환으로 대경권에 널리 분포하고 있는 셰일의 콘크리트용 골재 활용 가능성을 평가하였다. 실험에 사용된 셰일은 대구시 터파기 공사현장에서 반출되는 레드셰일과 블랙셰일을 선정하였으며, 콘크리트용 굵은 골재로 널리 사용되는 안산암과 변성퇴적암의 일종인 혼펠스와 비교함으로써 셰일의 콘크리트용 골재 활용성을 검토하였다. 골재의 물성평가는 KS F 2527 "콘크리트용 부순 골재"에서 규정한 시험방법에 준하여 실시하였으며, 셰일 골재의 치환율 변화에 따른 재령별 압축강도를 측정하였다. 실험결과, 절대건조밀도는 블랙셰일에서 $2.59g/cm^3$, 레드셰일에서 $2.62g/cm^3$으로 나타났으며, 흡수율은 블랙셰일에서 1.93%, 레드셰일에서 1.43%로 나타나 콘크리트용 굵은 골재 사용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 셰일 골재의 치환율에 따른 재령 28일 압축강도는 블랙셰일을 100% 치환하여 제조한 콘크리트의 경우 30.8MPa, 레드셰일을 100% 치환한 경우 31.1MPa로 나타나 Plain 골재를 사용하여 제조한 콘크리트의 압축강도 37.5MPa과 비교하여 약 82%의 강도 수준을 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제42권1호
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• pp.27-53
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• 2009

태백산분지 백운산향사대의 남익부를 따라 약 30 m 두께로 노출되어 있는 오오도비스 중기의 직운산셰일층은 그동안 탄산염 대지환경에서 퇴적된 막골석회암층를 피복하는 해침상의 셰일층으로 단순히 해석되어져 왔다. 그러나 본 연구의 결과들은 직운산셰일층 대부분이 직운산셰일층 하부구간에 나타나는 유기물질이 풍부한(>3 wt.%) 흑회색 셰일로 구성된 약 240 cm 두께의 최대해침기 동안에 퇴적된 박층의 해성층 위를 피복하는 해퇴상의 셰일층으로 해석될 수 있음을 지시한다. 정밀 층서 분석과 병행하여 실시한 주성분원소 분석, 조성광물 분석, 미량원소 분석 및 총유기탄소와 무기탄소 분석은 직운산셰일층 하부구간에 나타나는 박층의 해성층을 고수위기 초기 동안에 밀도변환면이 확장됨에 따라 형성된 특징적인 무산소환경에서 퇴적된 응축층으로 규정하기를 허락한다. 아울러 직운산셰일층 하부구간 내에서 해침면, 최대해침면, 최소퇴적감소면, 해퇴개시면과 같은 시퀀스층서학적 또는 환경학적으로 의미가 있는 뚜렷한 특징의 층서면들이 인지되었다. 이러한 층서면들은 향후 태백산분지 내 오오도비스 중기 퇴적층들의 정교한 지역간 층서대비 및 구조운동에 따른 층서적 변이와 함께 분지발달사에 대한 종합적인 이해를 이끌어 내는데 매우 유용한 정보들을 제공해 줄 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제25권1호
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• pp.20-29
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• 2021

투과성이 낮은 셰일층에서의 다단계 수압파쇄 시, 파쇄단계 간의 서로 근접한 균열로 인해 지층 간 응력간섭이 발생하는 '응력그림자효과'가 나타날 수 있다. 이로 인해 균열의 전파 방향성이 변화하거나 비정형적인 형태의 균열이 발생하게 된다. 본 연구에서는 응력그림자효과의 영향에 따른 수압파쇄 균열형태와 생산성을 분석하고자 상용 수압파쇄 시뮬레이터 full-3D모델인 'GOHFER'를 사용하였다. 균질한 저류층 모델에서 응력그림자효과 고려 유무에 따른 분석을 수행하였다. 또한 지력학적 물성이 다른 두 셰일층에서 수압파쇄 모델링을 수행하여 영률과 포아송비에 따른 응력그림자효과를 분석하였다. 선행 파쇄단계의 균열로 인한 응력변화는 최대/최소 주응력을 역전시켜 T-방향보다는 생산성이 미비한 L-방향 균열이 주로 형성되었다. 또한 Marcellus 셰일의 경우 연성 특성을 갖는 Eagle Ford 셰일에 비해 높은 취성으로 인해 균열의 폭이 더 두껍게 형성되어 균열 체적이 더욱 크게 산출되었다. Marcellus 셰일지층의 영률이 Eagle Ford 셰일에 비해 크게 낮기 때문에 stage 2에서 응력그림자효과의 영향을 적게 받는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 응력그림자효과는 균열 간의 간격 뿐만 아니라 지력학적 물성에 따라서도 크게 달라진다. 그러므로 좀 더 정확한 균열 형태와 현실성 있는 생산성 예측하기 위해 응력그림자효과는 고려되어야 한다.