• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.35-45
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• 2013

간극비는 지반 특성을 나타내는 중요한 인자로서 대상 지반의 기본적 성질, 압축성, 다짐 등의 다양한 공학적 거동을 반영한다. 간극비는 현장의 시료를 채취한 후 실내 실험을 통하여 현장 상태와 동일한 조건의 값을 결정하고 있다. 하지만, 이와 같은 방법은 시료채취 시 발생하는 응력해방, 운반 과정에서 유발되는 시료진동, 그리고 실험 준비과정에서 발생하는 오차 요인으로 참값을 반영하지 못하는 한계가 있다. 이를 해소하고자 현장에서 획득한 탄성파 속도로 간극비를 도출 할 수 있는 다양한 이론식들이 제안되고 있다. 본 연구에서는 현장에서 획득한 탄성파 속도를 이용하여 기존 이론식으로 간극비를 도출하고, 각 이론식들의 특성을 오차규범(error norm) 방법으로 분석하였다. 본 연구에서 사용된 이론식은 Wood 방법, Gassmann 방법 그리고 Foti 방법으로 총 3가지이며, 탄성파 속도외의 입력값들은 문헌값을 이용하여 결정하였다. 현장 탄성파 속도는 기존에 개발되어 다양한 현장에 활용되고 있는 현장 탄성파 속도 프로브 (Field Velocity Probe: FVP)를 이용하였으며, 실험은 광양지역에서 수행하였다. 이론식으로 분석된 간극비 결과는 현장에서 채취한 압밀실험 결과값과 비교하여 신뢰성을 검증하였으며 Gassmann 방법이 가장 신뢰성 높게 나타났다. 뿐만아니라 각 식들이 가지고 있는 오차를 분석하기 위하여 하나의 함수 값을 변화시키며 도출되는 간극비 값의 신뢰성을 분석하였다. 분석결과 각 이론식 마다 인자들에 의하여 다양한 특성을 보였다. 따라서 본 연구에서 도출된 결과를 이용하여 현장 특성에 맞는 이론식을 선택한다면 현장에서 더욱 신뢰성 높은 간극비 주상도를 도출 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.67-72
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• 2006

지하 염수층의 $CO_2$ 주입은 큰 저장 능력으로 인하여 대기 중으로의 $CO_2$ 방출을 감소시키기 위한 가장 유망한 방법일 것이다. $CO_2$ 저장은 적어도 수 천년 간 $CO_2$가 지층 안에 안전하게 남아있도록 주의깊게 계획되고 모니터링되어야 한다. 특히 해양 저류층에 대한 탄성파 탐사 방법들은 알맞은 저류층특성이 제공된다면 $CO_2$의 주인공정과 분산을 모니터링하기 위한 일차적인 수단이다. 탄성파탐사 방법은 잠재적인 트랩, 저류층 특성, 저류층 저장능력의 규명에 또한 필수적이다. 따라서 $CO_2$ 저장에 대한 탄성파 반응의 변화에 대한 평가는 매우 초기 단계에 이루어져야 한다. 이것은 모암과 $CO_2$ 사이의 화학적 작용에 의해 일어날 수 있는 유체의 특성이나 광물 조성의 변화에 따른 탄성파 반응에서의 잠재적 변화를 평가하기 위해 나중 단계에 다시 고려될 필요가 있다. 따라서 저류층에 일정시간 이상의 $CO_2$ 주입에 의한 탄성파 반응 변화에 대해 섬세히 구축된 모형은 장기간의 모니터링 프로그램 설계에 도움을 준다. 그러한 목적으로 주입된 $CO_2$에 대한 단기간과 장기간의 4차원 탄성파 반응을 모델링하도록 설계된, 그래픽 사용자 인터페이스((GUI)를 채택한 암석물리학 모의실험장치를 개발했다. 적용분야는 $CO_2$ 위상 변화, 국부적인 압력과 온도 변화, 화학 반응 및 광물의 침전을 포함한다. 이방성 가스만(Gassmann) 식을 모의실험장치에 고려시킴으로써 단층과 파쇄대를 재활성화 시키는 $CO_2$의 탄성파 반응 또한 예측될 수 있다. 이 논문에서는 암석물리학 모의실험장치를 적용했던 현장(해상과 육상의 잠재적 $CO_2$ 격리 지역)의 사례를 보여주고 있다. 4차원 탄성파 반응들이 모니터링 프로그램의 설계를 돕기 위하여 만들어 졌다.

• 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.