• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.189-195
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• 2019

논문에서는 상용급 가스터빈을 대상으로 해서 셰일가스를 연료로 공급할 때 유동 및 연소특성을 3-D 수치해석적 방법으로 구하였다. 이 때, Standard k-e 난류모델, 2단 메탄산화반응, Finite rate/Eddy dissipation 반응모델, DTRM 복사모델이 사용되었고, 기준조건(도시가스, PR 0.07)에서 출구 측에서 형성되는 온도는 이전 문헌 값과 비슷한 값을 보였다. 위 모델을 바탕으로 해서 연료조건으로 기존의 도시가스 외에 세 가지 셰일가스 조건(도시가스 대비 열량기준 80%, 90%, 105%)을 선정하였고, 각 연료조건에 대하여 세 가지 연료분사조건(PR=0.7, 0.9, 0.11)에 대한 해석을 수행하였다. 해석결과, 모든 셰일가스 연료공급 조건에 대하여 도시가스 대비 온도 혹은 NOx 측면에서 연소안정화를 만족하였다. 또한 모든 조건에 대해서 PR이 증가할수록 출구측 평균온도는 일정했지만 NOx량은 증가하였다. 이는 파일럿비가 증가할수록 상대적으로 확산연소가 증가했기 때문이다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제10권1호
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• pp.19-25
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• 2014

In line with the expected price reduction of natural gas associated with the introduction of shale gas, it is expected that the optimal power mix for the electric power generation be changed. In this study, the reconfigured power mix is estimated with the varying natural gas price by using the Screening Curve Method (SCM). It is found that about 3% and 9% coal in the overall power mix is replaced with natural gas if the natural gas price falls 20% and 40% of the current price, respectively. It is also found that the reconfigured power mixes would provide the reduction of the emissions of air pollutants which are equivalent to 369 and 807 MUS$.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권1호
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• pp.1-16
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• 2019

N-nitrosodimethylamine (NDMA) is a typical nitrogen disinfection by-product, which has posed a potential threat to human health during drinking water disinfection. Because of the well-known effects of mutagenesis, carcinogenesis and teratogenesis, the high detection rate in water engineering systems (such as coagulation, membrane filtration and biological systems), and difficulty to remove, it has received wide concern in the field of water engineering systems. The NDMA is a low molecular weight hydrophilic organic substance, which is difficult to remove. Also, the mechanism for NDMA formation is also recognized to be complex, and many steps still needed to be further evaluated. Therefore, the mechanistic knowledge on NDMA formation potential and their removal processes is of particularly interest. Few papers summarize the occurrence and control of NDMA in water engineering systems. It is for this reason that the content of this paper is particularly important for us to understand and control the amount of NDMA thus reducing the threat of disinfection by-products to drinking water. Four parts including the mechanisms for the NDMA formation potential, the factors affecting the NDMA formation potential, the technologies for removal of NDMA are summarized. Finally, some definite suggestions are given.

• 터널과지하공간
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• 제24권4호
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• pp.325-333
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• 2014

대표적인 비재래에너지자원인 셰일가스 생산을 위해서는 수압파쇄가 핵심적인 기술이다. 암석의 취성도는 셰일가스 생산을 위한 수압파쇄 효율결정의 가장 중요한 물성 중 하나이며, 셰일의 취성도가 클수록 셰일가스 생산량이 증가하는 관계를 보인다. 암석의 취성은 다양하게 정의되며 표준화된 정의가 없어 혼란이 존재한다. 본 논문에서는 취성도의 다양한 개념들을 살펴보고 실내 실험값을 이용하여 취성도를 측정하고 각기 다르게 정의된 취성도간의 상관관계에 대해서 고찰해보았다. 일반적으로 일축압축강도와 인장강도의 비율로 나타내는 취성도와, 탄성계수와 포아송비를 이용한 취성도를 비교하였을 때 같은 암석에 대한 취성도 간에 매우 약한 양의 상관관계를 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 포아송비의 경우 취성도에 미치는 영향이 명확하지 않은 것으로 나타났다. 수압파쇄 결과를 예측하기 위한 지표로써 취성도를 적용하기 위해서는 취성도의 개념의 표준화가 필요한 것을 알 수 있다.

• 광물과 암석
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• 제33권4호
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• pp.419-426
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• 2020

비전통 저류층에서 에너지 자원의 회수율을 높이기 위해서는 저류층 내의 미세 공극 형태와 연결도 등을 포함하는 공극 구조 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 셰일 저류층 내 나노스케일의 공극 구조 연구에 적합한 조건과 방법을 찾기 위해 집속 이온 빔 시스템(Focused Ion Beam, FIB)과 이온 밀링 시스템(Ion Milling System, IMS)을 이용하여 분석을 진행하였다. 셰일 저류층 내 공극 구조 연구를 위해 리아드 분지에서 획득된 A-068 시추공의 시료를 사용하였다. 각 시료마다 특성이 다르기 때문에 시료 전처리 방법과 조건을 달리하여 최적의 조건을 찾았고 FE-SEM을 이용하여 공극 이미지를 획득하였다. 연구 결과 국소 부위의 공극구조를 관찰하기 위해서는 FIB를 사용하여 시표 표면을 밀링 후 바로 공극 이미지를 얻는 것이 효율적이고 반면에 넓은 면적을 단시간에 밀링하여 여러 공극 구조를 관찰하기 위해서는 IMS를 이용해야 한다는 것을 확인했다. 특히 탄산염 광물 함량이 높고 강도가 큰 암석에 대해서는 FIB보다는 IMS를 활용하여 밀링을 수행해야 공극 구조 관찰이 가능하다는 사실이 밝혀졌다. 본 연구를 통해 셰일 저류층 내 공극 구조 관찰을 위한 방법이 정립되었으며 향후 이를 이용한 셰일 가스 저류층 시료 분석을 통해 공극의 크기나 형태가 셰일가스 회수 증진에 미치는 영향을 밝힐 수 있을 것이다.

• 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.

• 전기저널
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• 통권429호
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• pp.46-52
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• 2012

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.91-98
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• 2013

에너지 소비량 증가 및 고유가로 인한 에너지 자원 수급의 불안정 상황에서 새로운 차세대 에너지원으로 셰일가스가 관심을 받고 있다. 셰일가스는 풍부한 매장량과 고른 지역적 분포로 인해 기존의 에너지 역학 구도까지 바꿀 것으로 기대되고 있다. 셰일가스의 개발과정은 시추와 파쇄 및 생산의 과정으로 이루어지는데 이러한 셰일가스 개발과정에서 요구되는 수평시추, 수압파쇄 등의 핵심 기술과 개발과정에 발생하는 환경 이슈문제, 그리고 이를 해결하기 위한 추가 요구 기술과 현재의 연구 진행 현황 등을 살펴보고자 한다.

• 자원환경지질
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• 제48권4호
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• pp.361-369
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• 2015

전통적인 석유가스의 부존량이 점점 줄어들면서, 기존의 석유 및 가스와 다른 방식으로 생산되는 비전통 석유가스에 대한 관심이 증대되고 있다. 하지만 비전통 석유가스는 관련 기술 발전과 생산량이 높게 연관되어 있다. 이에 따라 본 연구에서는 비전통 석유가스의 기술 수준을 비전통 석유가스의 특허를 주요 시장국/분야/연도별로 분석하였다. 국가 별 분석결과 미국이 가장 높은 출원을 보이고 있었으며, 분야 별 분석결과에서는 오일샌드와 관련된 출원이 많이 나타나고 있음을 보여주었다. 또한 70년대 초반 활발한 오일샌드 및 오일셰일 관련 특허가 활발하게 출원되다가 80년대 중반 이후 감소 추세를 보였으며, 2000년대 유가의 상승으로 인해 다시 비전통 석유가스 관련 출원 빈도수가 크게 늘어난 것을 볼 수 있었다.

• 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.