• 한국가스학회지
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• 제22권4호
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• pp.39-48
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• 2018

가스리프트(gas lift) 설계 영향인자인 오일 조성과 주입가스 조성에 따라 해저 오일 저류층(offshore oil reservoir) 내 가스리프트 최적 설계를 수행하였다. 이를 위해 오일의 API 비중에 따라 구축된 저류층 모델을 이용하여 생산 시뮬레이션을 수행하였다. 저류층의 지속적인 생산성 감소 시, 가스리프트 적용에 의한 오일 생산증진효과가 크게 나타남을 확인하였다. 생산정 모델을 이용하여 가스리프트 반응곡선을 분석한 결과, 오일의 API 비중이 감소하고 주입가스의 비중이 증가할수록 생산량 증진에 필요한 주입 가스량이 높게 산출되었다. 다중밸브를 이용하여 가스리프트 최적 설계를 수행하였으며, 단일밸브 설계와 비교했을 때 가스 주입심도 감소로 인해 상대적으로 낮은 주입압력으로도 가스리프트 공법 운영이 가능하였다. 저류층 모델과 생산정 모델을 연계하여 가스리프트 적용에 따른 오일 생산증진을 분석한 결과, API 비중이 낮은 중질유 저류층에 천연가스를 주입했을 때 가스리프트에 의한 생산효율이 극대화될 수 있다.

• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-11
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• 2008

오일샌드는 비재래형(unconventional) 석유자원의 하나로서 비투멘(bitumen), 물, 점토, 모래의 혼합물이다. 오일샌드 비투멘은 API 비중이 $8-14^{\circ}$이고 점도가 10,000 cP 이상인, 매우 무겁고 점성이 큰 탄화수소 자원으로서 일반적으로 지표나 천부퇴적층에서 유동성을 갖지 않는다. 오일샌드 비투멘은 주로 캐나다 앨버타주와 사스캐추완주에 분포하고 있으며, 캐나다에만 원시부존량이 1조 7천억 배럴, 확인매장량이 1천 7백억 배럴에 달한다. 대부분은 앨버타주 포트 멕머레이(Fort McMurray) 인근의 아사바스카(Athabasca), 콜드레이크(Cold Lake), 피스리버(Peace River) 지역에 매장되어 있다. 캐나다 오일샌드 저류지층은 아사바스카 지역의 멕머레이층(McMurray Fm)과 클리어워터층(Clearwater Fm), 콜드레이크 지역의 멕머레이층(McMurray Fm), 클리어워터층(Clearwater Fm), 그랜드래피드층(Grand Rapid Fm), 피스리버 지역의 블루스카이층(Bluesky Fm)과 게팅층(Gething Fm)이다. 이들 지층은 하부 백악기 지층으로서 중생대 초-중기에 발생한 북미판과 태평양판의 충돌과 그로 인한 대륙전면분지(foreland basin)의 형성과정에서 퇴적되었다. 분지의 기반암은 복잡한 지형을 갖는 고생대 탄산염암이며, 그 위에 북미대륙 북쪽의 보레알해(Boreal Sea)로부터 현재의 북미대륙 서부를 남북으로 관통하는 전기백악기내해로(Early Cretaceous Interior Seaway)를 따라 해침이 발생하면서 오일샌드 저류지층이 형성되었다. 세 개의 주요 오일샌드 분포지역 가운데 80% 이상의 오일샌드를 매장하고 있는 아사바스카 지역의 저류지층인 멕머레이층과 크리어워터층의 최하부층원인 와비스코 층원(Wabiskaw Mbr)은 전기 백악기 시기의 해침층서를 잘 반영하고 있다. 멕머레이층 하부에는 하성기원의 퇴적층이 발달하고, 상부로 가면서 점차로 조석기원의 천해 퇴적층이 우세해지며, 와비스코 층원에 와서는 의해 세립질 퇴적층이 광역적으로 분포한다. 이러한 해침기원의 상향 세립화 경향은 아사바스카 오일샌드 부존지역에서 일반적으로 관찰된다. 오일샌드 부존지층은 일반적으로 불균질 저류층이며, 주요 저류층은 하성퇴적층이나 에스츄어리(estuary) 기원의 퇴적층에 발달한 하도-포인트 바 복합체(channel-pont bar complex)이다. 이러한 하도-포인트바 복합체는 범람원 및 조수평원 세립질 퇴적층이나 만-충진(bay-fill) 퇴적층과 함께 멕머레이층을 형성한다. 멕머레이층 상부에 오는 와비스코 층원은 주로 외해 세립질 퇴적층으로 이루어져 있으나, 멕머레이층을 대규모로 침식하는 하도사암층이 지역적으로 발달하기도 한다. 캐나다에서 오일샌드는 주로 노천채굴(surface mining)과 심부열회수(in-situ thermal recovery) 방식으로 생산한다. 50 m 미만의 심도에 묻혀있는 오일샌드는 노천채굴 방식으로 회수하여 비투멘 추출(extraction)과 개질(upgrading)과정을 거쳐 합성원유(synthetic crude oil)로 생산된다. 반면에 150-450 m 심도에 묻혀있는 오일샌드는 주로 심부열회수 방식으로 비투멘을 회수하여 비교적 간단한 비투멘 블렌딩(blending)과정을 통해 유동성을 증가시켜 정유시설로 운반한다. 심부열회수 방식으로 오일샌드를 개발할 경우 주로 스팀주입중력법(SAGD: Steam Assisted Gravity Drainage)이나 주기적스팀강화법(CSS: Cyclic Steam Stimulation)이 사용된다. 이러한 방법들은 저류층에 스팀을 주입하여 저류층 내의 온도를 상승시킴으로써 비투멘의 유동성을 증가시켜 회수하는 기술을 사용한다. 따라서 오일샌드 저류층 내부의 스팀전파효율을 결정하는 저류지층의 주요 지질특성에 대한 이해가 선행되어야 효과적인 생산설계와 효율적인 생산을 수행할 수 있다. 오일샌드 생산에 영향을 미치는 저류층의 주요 지질특성에는 (1)비투멘 샌드층의 두께(pay) 및 연결성(connectivity), (2) 비투멘 함량, (3) 저류지역 지질구조, (4) 이질배플(mud baffle)이나 이질프러그(mud plug)의 분포, (5) 비투멘 샌드층에 협재하는 이질퇴적층의 두께 및 수평연장성(lateral continuity), (6) 수포화층(water-saturated sand)의 분포, (7) 가스포화층(gas-saturated sand)의 분포, (8) 포인트바의 성장방향성, (9) 속성층(diagenetic layer)의 분포, (10) 비투멘 샌드층의 조직특성 변화 등이 있다. 이러한 지질특성에 대한 고해상의 분석을 통해 보다 효과적인 오일샌드 개발이 달성될 수 있을 것이다.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2015년도 특별논문집
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• pp.96-99
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• 2015

Norwegian Continental Shelf(NCS) is known as rich oil & gas reservoir and takes one third(1/3) of total continental shelf of Europe.(As of year 2013, Norway ranked third in the world in terms of exporting natural gas.) Until recent low oil price stream, development of oil & gas in NCS was active and perceived as profitable business. This paper describes study of living quarter fire protection for PSA AoC to prepare for likely increasing demands of offshore projects in NCS field.

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 한국석유지질학회 1999년도 제6차 학술발표회 발표논문집
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• pp.40-49
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• 1999

The chemical compositions of natural gases and isotopic compositions of hydrocarbon gases were analyzed to characterize the properties of the gases which were found in the exploratory wells from offshore Korea, as well as those dissolved in the ground water onshore in the Pohang area. Natural gases from the offshore area mainly consisted of hydrocarbon gases $(97.98{\~}100{\%})$. The gases were composed of methane $(90{\~}96{\%})$ and minor amounts of heavier components up to $C_{6+}$ Hydrocarbon gases extracted from the groundwater in the Pohang area consisted of methane $(27{\~}376420 ppm)$ and ethane $(19{\~}127 ppm)$. The total amount of hydrocarbon gases was related to the lithology and geological factors surrounding the reservoir. The quantity of the hydrocarbon gases tended to Increase in the Tertiary reservoirs and in the reservoirs where the Tertiary formations were thickly distributed. According to the methane contents, composition of hydrocarbon gases, and stable isotope data, gases from offshore wells are identified as thermogenic in origin, generated during catagenesis stage of the oil window. On the otherhand, based on the methane content $(>99.9\%)$ and isotopic composition $(\delta^{13} C^;\; -73.1{\sim}\;-43.22{\%}_{\circ})$, it is interpretated that the gases from the Pohang area are predominantly composed of biogenic origins, which were generated by the methanogenic bacterial processes under low temperatures and anoxic conditions.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권4호
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• pp.286-296
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• 2016

해양 CCS는 화력발전소에서 배출되는 $CO_2$를 포집하여 해양 지중의 대수층이나, 고갈 유가스전까지 수송하여 저장하는 기술이다. 시간 경과에 따라 지중 저장소로 주입 및 저장되는 $CO_2$의 누적 양이 증가하며, 이는 저류층 압력의 상승을 동반한다. 저류층 압력의 상승은 수송 및 주입 시스템의 운전조건 변화를 유발한다. 따라서 초기 설계단계에서 이러한 사업시간의 경과에 따른 운전조건 변화를 반영한 분석이 요구된다. 본 연구에서는 국내 동해 대륙붕에 위치한 가스전을 $CO_2$ 저장소로 활용할 경우 시간 경과에 따른 해양 수송 및 주입 시스템 내 $CO_2$ 거동을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 전체 시스템을 해저 파이프라인, 라이저, 탑사이드, 주입정으로 구성하고, 이를 OLGA 2014.1을 이용하여 모델링 및 해석하였다. 약 10년의 주입 운전기간동안 해저 파이프라인, 라이저, 탑사이드, 주입정에서의 $CO_2$ 압력과 온도, 상거동의 변화를 분석하였다. 이를 통해 해저 파이프라인 입구 압축기, 탑사이드 열교환기 및 주입정 정두 제어 등의 설계 방안을 제시하였다.

• 지질학회지
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• 제54권6호
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• pp.587-603
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• 2018

남해 대륙붕 제주분지의 각 퇴적층에 대한 심층 구조도를 작성하고 이를 기반으로 3-D 석유시스템 모델링을 수행하여, 이 지역의 석유와 가스의 생성과 배출, 그리고 이동과 집적에 대하여 분석하였다. 최하부 퇴적층인 에오세층을 근원암으로 설정하였으며, 하천-호수의 퇴적환경을 고려하여 타입 II와 III가 혼합된 케로젠으로부터 석유와 가스가 생성되는 것으로 입력하여 모델링을 실시하였다. 초기 유기탄소 함량은 기존의 시추공 자료들과 퇴적환경을 고려하여 4%로 입력하였다. 모델링 결과 많은 양의 석유와 가스가 생성되는 지역은 제주분지 내 한일공동개발광구(Joint Development Zone; 이하 JDZ) 4소구 서쪽지역으로, 20 Ma에 많은 양의 석유와 가스가 이곳의 근원암으로부터 배출되어 상위의 저류층으로 이동하였다. JDZ 4소구 지역의 근원암에서 배출되어 나온 석유와 가스는 주변에 이미 형성되어 있는 크고 작은 폐쇄형 유망구조(closure)로 이동하여 집적되었다. JDZ 1소구와 2소구가 접한 지역의 동쪽부분도 석유와 가스가 많이 생성되는 지역이다. 이곳에서 생성된 석유와 가스는 10 Ma에 주로 배출되었으며 근원암에서 배출된 석유와 가스는 상위의 퇴적층으로 이동하여 집적되었다. JDZ 1소구와 2소구가 접한 지역은 JDZ 4소구 지역보다 석유와 가스의 배출이 상대적으로 늦게 이루어지고 저류암으로의 이동도 상대적으로 늦게 나타나는 것으로 모델링되었다. 석유의 경우는 비교적 짧은 수평거리를 이동하는 것에 비하여 가스의 경우는 상대적으로 먼 수평거리를 이동하였으며 수직이동도 활발하였을 것으로 추정된다. 석유와 가스의 이동이 활발했던 시기는 마이오세 시기이며 이때는 광역적인 덮개암이 형성되기 이전이므로 많은 양의 석유와 가스가 지표로 유출되었을 가능성이 있다. 그러나 올리고세층과 마이오세층은 사질암과 이질암이 교호되는 지층으로, 폐쇄형 유망구조가 잘 형성된 곳에서는 석유와 가스가 집적된 것으로 모델링 되었다.

• 자원환경지질
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• 제9권1호
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• pp.1-11
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• 1976

It is believed that geological survey, drilling and geophysical survey which was carried out on Tertiary deposits in Pohang is a valuable but through the studying of many Tertiary sediments in Japan discovered many questions on analysis of final report prepared by National geological survey. The main reason is: 1. The seismic sound velocity which have regulated in the final report prepared by geological survey for Tertiary deposits in Pohang was 1,500-2,000m/sec in spite of oil bearing sediments of same age in Japan are 2,000-3,800m/sec. These may means the requirement of reconsideration of seismic velocity for Tertiary deposits in Pohang and required to have a dipper drilling. 2. Stratigraphically, geophysically, and paleontologically, the Tertiary deposits in Pahang land area is similar with that of Nishiyama-Hunakawa formations of Akita oil field in Japan. Nishiyama-Hunakawa formation is the main oil bearing formation in Japan. 3. Those valcanic rock including andestitic rock and liparitic rock which have extensively distributed over either at land area or at sea bottom, assumed by geological survey as the base of Tertiary sediments. But in case of Japan many oil bearing deposits are in over laid by these kind of volcanic rock. Therefore a possible of same condition with Japan is presumable on Tertiary sediments in Pohang. 4. It is believed that the Tertiary sediments of land area in Pohang is the extension of offshore basin but is wandering that the final report submitted by geologic survey have not remain any word on report of ECAFE discribed so much problematics as followed: A. Although it was assumed that no great thickness exceeding 1,000 meters, or major structures would be encountered in the Tertiary offshore sequence, it was hoped that shallow hydrocarbon deposits might be found, because these sediment are lithologically similar to those of the same age in the producing area of the northwest Honshu region of Japan where hydrocarbon are extracted from depths of only 500 to 600 meters. B. Four possible hydrocarbon trap conditions are represented in the survey area: anticlinal folds, faults, pinch outs, along the igneous basement and lateral facies changes. C. Most of the prime possible reservoir area are beyond the 50 meter water depth mark, except for the structures in Yonil Bay. D. Despite the shallowness of the offshore basin, sufficient trap condition exist in the area to warrant further exploration for hydrocarbon. 5. All of the problems mentioned above have gave us a strong reasons to have us hesitating to make a final conclusion on Tertiary problems in Pohang, before to have a drill to a depth to 3,000 meters or more whatever it is the Tertiary or a Mesozoics below 1,000 meters.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권2호
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• pp.109-116
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• 2004

석유/천연가스 저류층 특성화는 사용 가능한 현장자료를 이용하여 여러 저류층 물성의 공간적 특성을 정량적으로 추정하는 과정이다. 저류층 물성 중 특히 공극률과 유체투과율은 저류층 내의 유체 함유 공간의 크기와 유체 유동 능력을 나타내며, 저류층 평가와 운영에 있어 가장 중요한 특성변수이다. 불균질 저류층에 있어 코어가 채취되지 않은 구간이나 시추공에서 일반적인 물리검층 자료로부터 기존의 통계적 방법을 통해 공극률과 유체투과율을 추정하는 것은 매우 어렵고 복잡한 작업이므로, 이 연구에서는 물리검출 자료를 이용한 저류층 물성결정 방법으로 퍼지이론과 신경망을 이용한 지능형 기법을 제시하였다. 퍼지이론을 기초로 한 퍼지 곡선법으로 코어 공극률, 유체투과율 자료와 상관성이 높은 물리검층 자료를 선택하고, 선택된 물리검층 자료와 코어분석 자료를 이용한 신경망 학습을 통해 저류층의 공극률과 유체투과율을 추정하고자 하였다. 이 연구에서 제시한 지능형 저류층 특성화 기법을 이용하여 국내대륙붕 시추공의 유정자료를 분석하여 기존 방법 보다 정확하고 신뢰성 있는 해석 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 지능형 저류층 특성화 해석기법은 국내외 석유/천연가스 개발사업에 있어 보다 신뢰성 있는 물리검층 자료를 이용한 저류층 특성화 도구로 활용할 수 있을 것이다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제5권2호
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• pp.77-89
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• 2015

As the exploitation of oil and gas resources advances into deeper waters and harsher environments, the design and analysis of the flexible risers has become the research focus in the offshore engineering filed. Due to the complexity of the components and the sliding between the adjacent layers, the bending response of the flexible risers is highly non-linear. This paper presents the finite element analysis of the flexible risers under bending loads. The detailed finite element model of the flexible riser is established in ABAQUS software. This finite element model incorporates all the fine details of the riser to accurately predict its nonlinear structural behavior. Based on the finite element model, the bending moment-curvature relationships of a flexible riser under various axisymmetric loads have been investigated. The results have been compared with the analytical ones obtained from the literature and good agreements have been found. Moreover, the stress of the tendon armors has been studied. The non-linear relationship between the armor tendons' stress and the bending loads has been obtained.

• 한국석유지질학회지
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• 제4권1_2호
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• pp.27-39
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• 1996

백악기 당시 미국 걸프만 퇴적분지는 대륙연변부의 색(sag)형 퇴적분지로서의 진화과정을 거치고 있었다. 두꺼운 백악기의 쇄설성과 탄산염 퇴적층은 상승 교란작용을 받은 암염층을 덮고 있다. 당시 걸프만 퇴적분지의 염분도는 넓게 발달하고 있는 초조간대의 경석고 퇴적층의 분포로 보아 현생의 페르시아만 환경과 유사했던 것으로 추정된다. 하부 백악기의 주요 저류암 (reservoir)으로는 쇄설성 퇴적암층인 카튼밸리(Cotton Valley), 허스톤(Hosston), 트래비스픽(Travis Peak)층과 탄산염 퇴적암층인 슬리고(Sligo), 트리니티(Trinity) - 파인아일랜드(Pine Island), 피어살(Pearsall), 글랜로스(Glen Rose), 에드워드(Edwards), 조오지타운(Georgetown)/부다(Buda) 층이 있다. 이 시기 저류암층에 탄화수소를 공급했던 근원암(source rock)으로는 경사방향 하부(down-dip)에 위치하고 있는 셰일과 이회암층이 꼽히고, 덮개암(seal)은 대개 경사방향 상부(up-dip)에 위치하고 있는 계일과 치밀한 석회암층, 그리고 증발암으로 보인다. 하부 백악기 동안 전 걸프만 퇴적분지는 천해환경하에 있었는데, 남서부 지역은 백악기 말까지 계속 이어졌던 천해 탄산염 환경이,북쪽과 서쪽지역에서는 육성기원의 세립질 퇴적물이 주로 집적되는 환경이었다. 상부 백악기동안에는 걸프만 퇴적분지는 주요한 해수면 상승기와 연관되어 비교적 수심이 깊었던 환경하에 있었으며 이 때 형성된 주요 저류암층으로는 우드바인(Woodbine)/투스칼루사(Tuscaloosa) 사암층, 테일러(Taylor) 나바로(Navarro) 사암층과 오스틴(Austin) 백악 및 탄산염암층이 있다. 이 저류암층에 탄화수소를 공급했던 근원암층으로는 경사방향 하부의 셰일층이, 그리고 덮개암층은 경사방향 상부의 계일층이 그 역할을 담당했던 것으로 해석된다. 뗘악기 하부와 상부 퇴적층의 주요 트랩(trap)으로는 완만한 기둥형(pillow)으로부터 복잡한 다이아피어(diapir) 형태의 암염층 관련 배사구조와 하단 단층블록위에 놓여 있으며 롤오버(rollover) 배사구조를 갖는 성장단층이 있다. 투수 장애(permeability barrier), 상부 경사방향으로 첨멸하는 사암체(up-dip pinch-out sand body깥 침식부정합면(unconformity truncation)도. 걸프만 석유부존에 중요한 역할을 한 트랩들이다. 백악기의 주요한 저류암층들은 범세계 해수면곡선의 하강시기와 잘 일치하고 있는데 이는 백악기동안 형성된 걸프만의 퇴적층서가 범세계 해수면곡선을 전반적으로 잘 반영하고 있음을 의미한다. 즉 퇴적작용을 주로 지배하는 세 즌요 변수인 지구조적인 분지의 침강운동,퇴적물의 공급,해수면 변동오그÷중에서 해수면 변동요소가 이 시기동안 가장 중요한 역할을 했음을 의미한다.