• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.838-846
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• 2007

미고결, 난투수층 퇴적층 시료의 투수계수와 전기비저항의 측정이 가능한 삼축압력 측정장치를 설계하고 제작하였다. 이 측정장치는 측정셀 전후에 입출력 유량측정시스템이 설치되어 시료의 봉압을 증가시키면서 투수계수와 전기비저항을 동시에 측정할 수 있다. 아치의 법칙과 실험전후의 시료 질량 변화와 부피를 이용하여 공극률을 측정할 수 있다. 실험을 위한 시료는 표준모래와 일라이트 진흙을 성분비율을 다양하게 혼합한 인공시료와 동해 울릉분지에서 채취한 현장시료를 사용하였다. 이들 시료들에 대한 투수계수, 전기비저항을 봉압이 증가함에 따라 측정하고 분석하였다. 봉합이 증가함에 따라서 투수계수와 공극률은 지수적으로 감소하고 전기비저항은 지수적으로 증가한다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.233-244
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• 2017

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.