• 한국해양공학회지
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• 제25권3호
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• pp.90-95
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• 2011

On April 20, 2010, a well control event allowed hydrocarbon (oil and gas) to escape from the Macondo well onto Deepwater Horizon (DWH), resulting in an exploration and fire on the rig. While 17 people were injured, 11 others lost their lives. The fire continued for 36 hours until the rig sank. Hydrocarbons continued to flow out from the reservoir through the well bore and blowout preventer (BOP) for 87 days, causing an unprecedented oil spill. Beyond Petroleum (BP) and the US federal government tried various methods to prevent the oil spill and to capture the spilled oil. The corresponding responses were very challenging due to the scale, intensity, and duration of the incident that occurred under extreme conditions in terms of pressure, temperature, and amount of flow. On July 15, a capping stack, which is another BOP on top of the existing BOP, was successfully installed, and the oil spill was stopped. After several tests and subsea responses, the well was permanently sealed by a relief well and a bottom kill on September 19. This paper analyzes the subsea responses and engineering efforts to capture the oil, stop the leaking, and kill the subsea well. During the investigation and analysis of subsea responses, information was collected and data bases were established for future accident prevention and the development of subsea engineering.

• 지구물리
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• 제5권2호
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• pp.75-86
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• 2002

평택 및 인천의 액화석유가스(LPG) 지하저장기지에 대해 VSP(Vertical Seismic Profiling)탐사를 터널에 응용한 TSP(Tunnel Seismic Prediction)탐사를 시공 중에 실시하였다. 평택 LPG 지하저장기지에서의 TSP탐사는 저장동굴이 위치한 남양호 하부에 존재하고 사전조사단계에서 파악된 단층의 방향과 규모를 확인하기 위하여 실시하였다. 단층의 위치 및 규모를 입체적으로 파악하기 위하여 진입터널, 수벽공터널 및 공사용터널에서 TSP탐사를 수행하였으며, 진입터널에서 천공된 4공의 조사 공과 비교되었다. TSP탐사 결과는 조사공 결과와 일치하였고, 파악된 단층대의 위치에 따라 기존에 설계된 저장동굴의 배치와 연장을 변경하였다. 해저에 건설된 인천 LPG 지하저장기지의 경우 시공 중에 많은 출수가 있어 효과적인 지수를 위해 지질구조에 대한 정확한 파악이 요구되었다. TSP탐사에 의한 파쇄대 분포의 파악으로 적절한 지보 및 그라우팅 대책이 이루어졌다.

• 자원환경지질
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• 제39권4호
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• pp.417-426
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• 2006

해양탐사에 있어 자료취득은 자료 처리 및 해석 분야 못지않게 아주 중요한 분야 중의 하나이지만 탐사 장비를 개발하는 상업적인 회사 중심으로 발전을 했기 때문에 해양지구물리 분야를 전공한 사람이라도 자료 취득 분야에 대한 정보가 상대적으로 적을 수 있다. 따라서 해양지구물리 탐사 계획을 수립하는데 필요한 일반적인 탐사 방법과 정보를 소개함으로써 체계적이고 효율적인 탐사를 수행하는데 도움이 되고자 하였다. 탐사 계획을 수립할 때 가장 우선시 할 것이 요구되는 탐사 심도 및 해상력을 근거로 탄성파 탐사 장비를 먼저 선정한 후 측선 간격을 설정한다. 측선 간격은 연구 목적에 따라 다르지만 일반적으로 밝히고자 하는 지하구조 크기보다 작아야 하며 다중빔 음향 측심자료를 100% 취득하고자 하면 장비 특성에 따라 적절하게 설정을 한다. 또한 수심, 중력 및 자력 자료를 기존에 조사한 자료와 통합을 하는 경우에는 측선과 측선 사이의 교차 지점에서 발생하는 교차점 오차에 의한 인위적인 이상대를 제거해야만 올바른 해석을 할 수 있다.

• 한국광물학회지
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• 제18권2호
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• pp.73-81
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• 2005

울릉분지 남부 대륙붕 석유탐사 시추공에서 회수된 사암 내에서 산출되는 녹니석-스멕타이트 혼합층 점토광물에 대하여 광물학적 및 화학적 연구를 수행하였다. X-선 회절분석과 화학분석 결과에 의하면 이 점토광물은 녹니석과 스멕타이트가 1:1 비율로 구성된 이팔면체형의 녹니석-스멕타이트 혼합층광물, 즉 토수다이트이다. 이 토수다이트는 Li가 풍부한 토수다이트로서 열수변질대에서 보고되는 토수다이트와 거의 동일하다. 이것은 토수다이트가 산출되는 지역은 열수변질과 관련된 열적 영향을 받았음을 지시한다. 실제로 이 시추공이 있는 지역은 단층과 습곡이 많이 발달되어 있고 구조적으로 변형되어 있다. 이와 같은 점을 고려할 때 하부로부터 열수가 올라와서 사암 내의 토수다이트의 생성에 기여했을 것으로 생각된다.

• 지구물리
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• 제8권4호
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• pp.187-194
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• 2005

북극해 해양조사사업의 일환으로 러시아 바렌츠해의 남동쪽에 위치한 페초라해에서 Side-scan sonar 해저면 음향영상탐사를 실시하여 해저면 상태를 고찰하였다. 연구지역은 유기물이 풍부한 짙은 회색의 표층 퇴적층으로 형성된 수심 11 m-16 m의 천해지역이다. 해저면 영상도에는 연구지역의 남동쪽지역에 폭 2-3 km의 넓은 해저식물 군락지역이 분포한다. 연구지역의 중앙부에서 북쪽 지역까지 넓은 지역에 걸쳐 직선형태로 연장되는 220°와 290°주향의 선구조선이 가장 뚜렷하다. 이는 빙산들이 서남서-동북동과 서북서-동남동 방향을 따라 이동하였음을 지시한다. 가스나 지층수가 해저로 분출되면서 생기는 구조인 pockmark가 국부지역에서 다수 관찰되었다. 이는 이 지역의 분포하는 석유/가스 시스템과 관련되었을 가능성이 있다. 이 가스나 지층수의 이동을 활발하게 하는 지질구조활동에 연관된 것으로 생각된다. 그 형태가 약간 희미하고 국부적인 장소에만 나타나기 때문에, 상세한 특성과 구조를 규명하기 위해서는 보다 정밀한 분석이 필요하다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권2호
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• pp.183-204
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• 2024

In current investigation, a novel beam finite element model is formulated to analyze the buckling and free vibration responses of functionally graded porous beams resting on Winkler-Pasternak elastic foundations. The novelty lies in the formulation of a simplified finite element model with only three degrees of freedom per node, integrating both C⁰ and C¹ continuity requirements according to Lagrange and Hermite interpolations, respectively, in isoparametric coordinate while emphasizing the impact of z-coordinate-dependent porosity on vibration and buckling responses. The proposed model has been validated and demonstrating high accuracy when compared to previously published solutions. A detailed parametric examination is performed, highlighting the influence of porosity distribution, foundation parameters, slenderness ratio, and boundary conditions. Unlike existing numerical techniques, the proposed element achieves a high rate of convergence with reduced computational complexity. Additionally, the model's adaptability to various mechanical problems and structural geometries is showcased through the numerical evaluation of elastic foundations, with results in strong agreement with the theoretical formulation. In light of the findings, porosity significantly affects the mechanical integrity of FGP beams on elastic foundations, with the advanced beam element offering a stable, efficient model for future research and this in-depth investigation enriches porous structure simulations in a field with limited current research, necessitating additional exploration and investigation.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.50-59
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• 2006

현재의 응력장내에서 단층 재활성화를 야기하는데 필요한 공극압의 증가를 추정함으로써 재활성화 위험도를 결정하는 FAST(단층 분석 확인 기술)를 이용해 Gippsland Basin의 단층 재환성의 위험도가 계산되었다. Gippsland Basin의 응력 형태는 주향이동단층과 역단층의 경계부근으로서 즉, 최대 수평 압력$({\sim}40.5\;MPa/km)$ > 수직 압력(21 MPa/km) ${\sim}$ 최소 수평 압력(200 MPa/km)이다. 공극압은 Golden Beach Subgroup의 Campanian volcanics 상부에서 정수압이다. 여기에서 결정된 NW-SE 최대 수평 응력 방향$(139^{\circ}N)$은 이전의 측정값들과 대체로 일치하고 Gippsland Basin에서의 NW-SE 최대 수평 응력 방향을 입증한다. Gippsland Basin의 단층 재활성화 위험도는, cohesionless fault$(C=0;\;{\mu}=0.65)$와 healed fault$(C=5.4;\;{\mu}=0.78)$, 두 가지 단층 강도 시나리오를 이용해서 계산되었다. 상대적으로 높고 낮은 재활성화 가능성을 가진 단층들의 방향은 cohesionless fault 와 healed fault 모두에 대해 거의 동일하다. NE-SW 주향방향의 큰 각을 가진 단층들은 현재의 응력상태하에서는 재활성화 가능성이 거의 없다. SSE-NNW 과 ENE-WSW 방향의 큰 각을 가진 단층들이 단층 재활성화 위험도가 가장 높다. 부가적으로 NE-SW 주향 방향의 작은 각을 가진 단층(thrust 단층)은 상대적으로 높은 재활성화 위험도를 가지고 있다. 최적 방향 단층들에 대한 가장 높은 재활성화 위험도는 cohesionless fault에 대해서는 추정 공극압의 3.8MPa$({\sim}548psi)$ 증가(Delta P), healed fault에 대해서는 15.6MPa 증가에 해당된다. 이 논문에서 제시된 단층 재활성화 분석으로부터 얻은 공극압 증가의 절대값은 지구역학적인 모델(원위치 응력과 암석 강도 자료)에서의 불확실성으로 인해 큰 오차를 수반한다. 특히, 최대 수평 응력 강도와 단층 강도 자료는 좁은 범위에 한정되어 있지 않다. 그러므로 단풍 재활성화 분석은 저류층 내에서 최대로 허용할 수 있는 공극압 증가를 직접 측정하는데 사용될 수 없다. 이러한 종류의 단층 재활성화 분석은 단지 단층 재활성화의 상대적인 위험도의 평가에 사용될 수 있을 뿐이고, 재활성화에 앞서 단층이 견딜 수 있는 공극압 증가의 최대 허용치를 결정하는데는 사용할 수 없다고 주장하고자 한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권3호
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• pp.171-182
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• 2018

탄성파 처리 기술개발 분야의 오픈-소스 소프트웨어인 Madagascar를 이용하여 신호 대 잡음비가 낮고 속도정보가 불확실한 현장 탄성파 자료에 대해 자료처리를 수행하고, 오픈-소스 소프트웨어의 현장 적용성을 시험하였다. 파이썬(python) 기반의 Madagascar는 방법론적으로는 다차원 자료 분석이 가능하고, 처리 공정의 재현성이 뛰어나 효율적인 자료처리가 가능하다는 장점이 있지만, 다소 복잡한 사용법과 자료 구조 시스템으로 인해 현장 자료에 대한 자료처리 사례는 많지 않다. 본 연구에서는 현장 자료에 대한 Madagascar의 효용성을 확인하기 위해 기본적인 탄성파 자료처리(자료입력, 지형 정보 일치, 진동수-파수 필터, 예측 곱풀기, 속도 분석, 수직 시간차 보정, 겹쌓기, 참반사 보정)를 수행하였다. 테스트를 위해 사용한 현장 자료는 서해 군산분지에서 에어건 음원과 480채널의 스트리머로 취득한 해양 탄성파 탐사자료이며, 각 자료처리 단계마다의 결과를 Landmark사의 상용 소프트웨어인 ProMAX (SeisSpace R5000)을 사용하여 처리한 결과와 비교하였다. 그 결과 데이터 입출력 및 관리, 처리 과정의 재현성 및 자동 속도 분석 측면에서는 Madagascar가 상대적으로 높은 효율성을 보였고, 신호 품질 향상을 위한 전처리 결과는 상용 소프트웨어와 유사함을 확인하였다. 반면에, 심부 지층에 대한 영상화 결과는 상용 소프트웨어로 처리한 결과가 보다 뛰어남을 확인하였다. 이러한 결과는 상용 소프트웨어의 경우 다양한 겹반사 제거 모듈이 적용되었고, 상호 대화식 인터페이스로 인해 보다 정교한 자료처리가 가능하였기 때문이다. 그러나, Madagascar의 경우에도 현재 전 세계에서 많은 연구자들이 다양한 자료처리 알고리듬을 개발하여 지속적으로 공개하고 있기 때문에, 향후 이러한 최신 알고리듬을 적용한다면 상업용 수준의 자료처리가 가능해져 보다 향상된 결과를 도출할 수 있을 것이다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제38권2호
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• pp.165-176
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• 2005

심해저 퇴적물에 분포하는 천연가스는 물리, 화학적인 조건에 따라서 세 가지 상(phase)으로 존재한다. 즉, 공극수에 녹아있는 가스의 농도가 용해도 이하이면 용존 가스 형태로 존재할 것이며, 용해도 이상이면 자유가스가(free gas) 형성될 것이며, 자유가스를 포함하는 해저 퇴적물이 저온 고압 조건인 하이드레이트 안정 지역이라면 가스 하이드레이트로 존재한다. 심해저 퇴적물내의 가스의 농도를 정확히 파악할 수 있다면 천연가스와 하이드레이트의 형성과 분포를 예측할 수 쳐다. 그러나, 해저 퇴적물 내에 포함되어 있는 가스의 양을 정확히 측정하는 것은 매우 어렵다. 심해저 퇴적층에서 가스를 채취하는 방법으로 널리 이용되는 공기층 가스 기법을 이용하여 퇴적물내의 가스의 양을 가늠하는 것은 천부 퇴적층에서만 가능하고 심부 지층에서 채취한 가스는 코어 회수와 시료 채취 과정에서 대부분의 가스가 유실되고 극히 일부만 정량 분석된다. 압력 코어(Pressure Core Sampler PCS)는 길이 $1{\cal}m$, 반경 $4.32{\cal}cm$ 규격으로 총 $1,465cm^3$의 퇴적물을 68.9 Mpa 압력 하에서 채취하는 장비이다. ODP Leg 204 시추 동안에 총 6개 지점(site) 에서 압력 코어를 사용하여 각 시추 지점에서 심도에 따른 퇴적물내의 가스의 양과 가스 하이드레이트의 분포를 측정하였다. 분석 결과 시추 위치에 따라서 가스 농도 및 분포 특성이 서로 다르게 나타났다. 하이드레이트 릿지(Hydrate Ridge)의 정상 주변에는 해저면 퇴적물에 메탄가스가 과포화되어 있고 정상 측면 및 분지지역에는 일부 심도의 퇴적물에서만 과포화되어 있었다. 하이드레이트 릿지의 가스 하이드레이트 분포는 압력 코어에 의해서 측정한 현장(in-situ)의 가스 농도 특성과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다.