• 지질공학
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• 제24권3호
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• pp.423-429
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• 2014

본 연구에서는 국내 비전통에너지자원인 셰일가스, 석탄층메탄가스(CBM) 및 가스하이드레이트 개발사업의 정확한 매장량을 위해 온도와 압력을 실시간으로 기록하는 DLS (Data Logging System)가 내장된 저류층 PCS (Pressure Core Sampler)를 개발하여 국산화시키고, 지하심부의 시료가 채취된 순간부터 시료의 압력을 유지함으로써 시료 내 가스의 손실 없이 시추코어를 회수하는데 있다. 저류층 PCS는 일반적인 코어 샘플러와는 달리 입구 부분에 볼밸브와 같은 개폐 장치가 있어 일정 길이의 코어 샘플이 채취되면 입구를 밀폐하여 원위치 상태의 압력이 그대로 유지되게 하는 기능을 갖고 있다. 이것은 특히 셰일가스나 석탄층메탄가스 및 가스하이드레이트와 같은 기체를 포함한 시료의 정확한 분석을 위해 아주 중요한 역할을 하게 된다. 현재 PCS 장비 및 이를 활용한 기술은 미국과 유럽 등에서 독점하고 있는 상황이다. 이에 따라 기존 PCS의 동작원리 및 메커니즘 분석과 상세설계를 수행하여 저류층PCS를 개발중이며, 성능은 PCS 최대 사용압력 100 bar, PCS 최대 사용온도 $-20{\sim}40^{\circ}C$, PCS 압력 손실율 10%를 목표로 하고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제23권6호
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• pp.538-546
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• 2013

본 보고에서는 석유산업에서 석유 및 가스의 생산성과 회수율을 극대화시키기 위한 방안의 하나인 수압파쇄기술에 대하여 다루고 있다. 수압파쇄기술은 인위적으로 저류층에 균열을 발생시켜 발생된 균열을 통해 저류층 유체의 유정 내 유입을 용이하게 하는 방법으로, 최근 셰일가스나 오일셰일과 같은 비전통석유가스 개발에서 널리 사용되고 있다. 수압파쇄는 크게 세 가지 단계의 과정을 통해 이루어지며, 효율적인 수압파쇄 설계를 위해 제안된 모델과 수압파쇄 후 결과를 분석, 평가하는 방법에 대해 소개하고 있다. 또한 수압파쇄과정에서 발생하는 다양한 문제점과 이를 해결하는 데 필요한 저류층 암반역학에 대해서도 간략하게 다루고 있다.

• 자원환경지질
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• 제46권4호
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• pp.351-358
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• 2013

석탄층 메탄가스는 채탄 석탄의 품질이 상업적으로 나쁘고, 심부에서 채굴되는 석탄층 내에 포함된 가스로서 메탄가스는 다른 화석 연료보다 더 잘 탄다. 석탄층 메탄가스(CBM) 자원에 대한 세계 매장량은 거의 추정량이지만 확정된 천연가스가 180tcm인 반면에 이는 84~377tcm 정도이다. CBM은 현재 미국, 캐나다, 호주, 중국에서 대규모로 생산되고 있다. 'Web of Science'를 이용한 CBM에 대한 학술정보 분석은 1990년 이후 22년간 검색어 'Coal bed methane*'에 대한 검색 결과 총 109건의 결과를 얻을 수 있었으며, 정보 분석 프로그램으로 CBM에 관련된 문헌을 연도별, 국가별, 연구기간별, 연구자별 현황 등으로 구분하여 분석하였다. 분석한 결과, CBM 연구는 미국이 주도하고 있으며, 다음은 인도와 호주이며, 연구 분야별 논문 발표 현황은 에너지 연료는 57편, 공학 분야는 58편 및 지질학 분야는 41편이었다.

• 한국가스학회지
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• 제21권3호
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• pp.61-69
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• 2017

생산성을 증대시키는 기술의 발달로 상업적인 생산이 가능해진 비전통 가스에 대한 개발이 북미를 중심으로 진행되고 있다. 셰일 저류층은 유체투과도가 낮으며, 일반적인 석유자원과 달리 수압파쇄로부터 생성된 균열을 통해 가스 생산이 이루어지므로 초기의 생산 감퇴율이 큰 반면 후반부에서는 감퇴하는 변화율이 매우 작은 특징을 나타낸다. 이러한 셰일가스의 생산량 변동성으로 인해 단일 예측값을 산출하는 생산감퇴곡선분석기법을 생산량 자료 분석에 적용할 경우 불확실성을 고려하기 어렵다. 이 연구에서는 미국 Eagle Ford 지역의 생산정 자료에 대하여 확률론적 기법 중 하나인 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하였으며, 생산감퇴곡선인자에 대한 난수발생 시 핵밀도 함수를 활용하여 분포에 대한 가정 없이 자료의 특성을 반영한 확률분포를 도출하였다. 또한, 일반적으로 사용되고 있는 Arps 쌍곡선함수와 치밀/셰일층의 특성을 고려하여 생산량 예측이 가능한 Modified SEPD 적용에 있어 단일값이 아닌 확률에 따른 궁극가채량을 예측함으로써 불확실성을 최소화하고자 하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제25권2호
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• pp.71-78
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• 2007

국내에서 실시하늘 수중발파의 경우 파리교각 건설을 위해 실시되는 우물통발파와 항만증심 준설 또는 가스관로 개설을 위한 굴착에 적용되고 있다. 우물통발파의 경우 작업과정은 수직구 발파작업과 동일하며 물을 채운 후 발과 하는 것이 다르다. 그러나 수중 증심 공사의 경우 바다위의 바지에서 천공 및 장약 준비작업, 결선작업이 이루어지고, 장약 및 전색작업은 전문 다이버에 의해 수중에서 이루어진다. 그러므로 수중발파작업은 같은 작업이라도 신중하고 치밀한 계획이 필요하다. 본 사례는 8,500TEU급 초대형 콘테이너 선박의 입항 가능성에 대비, 선박의 안전 운항을 위한 부산 신항 중심 공사에서 에멀젼폭약과 비전기뇌관을 사용하여 굴착 현장에 근접하여 위치한 무인등대에 대한 피해를 최소화 하면서 주변의 환경성 및 진동의 영향을 고려하여 수중발파를 실시하였다. 이 사례를 통하여 앞으로 에멀젼폭약과 비전기뇌관을 사용하여 수중발파를 하고자 하는 현장에 민은 도움이 될 것으로 예상된다.

• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.65-75
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• 2015

1980년 중반에 개발된 석탄층메탄가스(Coalbed Methane) 개발기술은 석탄층에 흡착된 메탄가스를 생산할 수 있는 기술이다. CBM은 개발이 쉽고 매장량도 풍부하다. 따라서 CBM 산업은 온실가스 배출규제에 대처할 수 있을 뿐만 아니라 에너지자원으로서의 잠재력이 매우 크다. 석탄을 개발하기 위해서는 메탄가스 폭발에 대비한 선행적 광산 보안조치로 CBM을 개발해야 한다. 그렇기 때문에 가스시장의 변동에 영향을 받지 않는 장점이 있을 뿐더러 지구온실가스 감축에도 CBM은 유리한 입장에 있다. ECBM(Enhanced Coalbed Methane)은 석탄층 메탄가스의 새로운 생산 기법으로 석탄층에 $CO_2$나 $N_2$ 가스를 주입하여 석탄에 흡착된 메탄가스를 탈착시켜 생산하는 방법이다. 특히 $CO_2$-ECBM 공법은 저탄소 녹색성장 기술로서 메탄가스의 생산성 향상뿐 만 아니라 온실가스 저감 효과도 기대할 수 있다. CBM개발은 캐나다, 호주, 중국, 인도, 인도네시아, 베트남 등 40여개 국가에서 개발이 진행되고 있고 생산량이 꾸준히 증가하고 있다. 현재의 석탄-석유 에너지원에서 비전통 가스로의 에너지 패러다임 전환에 CBM이 일조할 전망이다.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.41-51
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• 2021

치밀 저류층의 투과도 증진을 위해 개발된 수압파쇄 기술은 셰일가스와 같은 비전통자원과 심부지열 개발에 필수적인 기술 중 하나이다. 파쇄형태가 단순하고 파쇄효율이 좋지 않은 수압파쇄를 개선하기 위해 다양한 파쇄유체를 이용한 실험적 연구가 진행되었다. 물, N2, CO2 가스를 파쇄유체로 사용하여 치밀 암석에 대한 파쇄형태와 효율성을 분석하였다. 파쇄유체로 물을 일정 주입속도로 주입한 경우 순간적으로 압력이 상승하여 파쇄가 발생하였으나, 파쇄유체로 가스를 주입한 경우 서서히 압력이 증가되면서 물보다 낮은 파쇄압력을 보였다. 3D 단층촬영 기법을 이용하여 물과 가스 주입으로 생성된 균열을 관찰한 결과는 기존 공극부피 대비 파쇄 자극부피가 각각 5.71%(물), 12.72%(N2), 43.82%(CO2) 증가되었다. 또한 파쇄유체의 파쇄 효율성을 검정하기 위한 파쇄 전후 투과도 변화 실험에서는 가스 파쇄에 의해 증가되는 투과도 증가 값이 물을 이용한 파쇄보다 훨씬 높게 측정되었다. 파쇄 이후 인공균열의 생성과 주변응력에 의해 다시 균열이 닫히는 현상을 고려하여 생성된 인공균열에 구속압을 단계별로 증가시켜 투과도 변화를 측정하였다. 구속압이 2MPa에서 10MPa로 증가시켰을 경우 초기 투과도 대비 각각 89%(N2), 50%(CO2) 감소하였다. 본 연구는 가스파쇄기술이 수압파쇄보다 투과도 증진 효과가 크고 이후 주변 응력에 의한 투과도 감소가 적은 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제22권6호
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• pp.639-648
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• 2013

Unconventional natural gas resources are now estimated to be as large as conventional resources. Unconventional natural gas has became an increasingly important source of energy in the world since the start of this century. The factors that drive natural gas demand and supply point more and more to a future in which natural gas plays greater role in the global energy mix. The expansion of using natural gas will be expected in Korea. This research aims to analyze environmental impacts of expansion of unconventional natural gas. This research was carried out for comparative analysis between global energy mix and Korea energy mix, and developed a case that reflect the changed energy mix due to the expansion of unconventional natural gas in Korea. Also this research evaluate the production of air pollutants and the cost of the damage in power generation sector. The results of this research can be summarized as that natural gas portion of future global energy mix (about 25%) is greater than Korea energy mix (about 12%). This research developed a case that replace 10% energy of power generation sector to natural gas in the 6th demand supply program, reflecting the changed energy mix due to the expansion of natural gas use. In that case, air pollutants would be reduced gradually through 2015 to 2027. In detail, carbon dioxide reduces 22 million tons and environmental damage cost reduces 4500 billion won by 2027.

• 환경영향평가
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• 제23권3호
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• pp.227-235
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• 2014

Interest has been growing worldwide in unconventional natural gas that has become an increasingly important source of energy in the world. Unconventional gas development, including shale gas, generally involves a larger environmental impact, compared to conventional gas development, due to its intensity and scale of the operation. There are a growing number of studies on identifying and minimizing the environmental impacts of unconventional gas development. This study aims to examines the current environmental policies and regulatory systems related to the unconventional gas development. The study shows that few environmental regulation exists concerning unconventional gas development, even in the USA where unconventional gas development is most actively pursued. Regulations, however, are being developed based on studies currently underway on health and environmental risks of unconventional gas development and on guidelines designed to reduce the risks. In a world where environmental regulations are ever strengthening, review the environmental regulatory systems and guidelines about unconventional gas need to be established for Korean firms to understand environmental impacts of unconventional gas development they invest or take part in, enabling them to manage and operate gas activities in a way that minimizes environmental damages.

• 해운
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• 통권99호
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• pp.14-20
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• 2013

석유생산이 정점을 짝은 후 감소한다는 피크오일(Peak Oil)의 대표사례로 지목되던 미국에서 원유생산이 39년 만에 증가세로 전환됐다(<그림 1> 참조). 2012년에는 WTI 유가 1% 하락에도 불구하고 미국은 주요 신유국 중에서 이라크에 이어 세계 두 번째로 빠른 석유생산 증가율(8.9%)을 기록하면서 세계 최대 석유 생산국으로 발돋움했다. 최근 들에서는 멜릴린치와 삭소은행 등 일부 투자은행들이 2년 내에 WTI 유가가 배럴당 50달러로까지 하락할 수 있다는 견해를 내 놓았다. 석유 생산 확대세가 이어지면서 미국내에서 거래되는 유가가 절반 가까이 하락할 수 있다는 것이다. 미국이 빠른 석유 생산 확대를 보이는 데에는 비전통 석유인 타이트 오일(Tight Oil)의 역할이 크다. 타이트 오일은 셰일가스가 매장된 셰일층, 즉 모래와 진흙이 굳어진 지하 퇴적암층에 존재하는 원유다. 탄소 함유량이 많고 황 함량이 적은 경질유이기 때문에 LTO(Light Tight Oil)라고 지칭되기도 한다. 일부에서는 셰일층이라는 매장위치를 감안해 셰일오일(Shale Oil)이라 부르기도 한다. IEA와 EIA 등 주요 에너지 기관들은 동식물의 사체가 원유로 변하기 전 단계인 케로젠(Kerogen)이 주성분인 오일셰일(Oil Shale)과 오일셰일에 열을 가해 합성 석유로 만든 셰일오일을 타이트 오일과 구분하고 있다. 타이트 오일의 잠재력을 평가하고 중장기 생산 전망과 이로 인한 국제석유시장 파급효과를 살펴본다. 다음은 엘지경제연구원에서 발표한 '셰일혁명으로 부상한 Tight Oil, 유가 안정 역할 커진다'의 주요 내용을 요약 정리한 것이다.