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남해안 주요 하구 갯벌 퇴적물의 탈질소화를 통한 질소 영양염 제거 (Nitrogen Removal Via Sediment Denitrification and Its Seasonal Variations in Major Estuaries of South Coast of Korean Peninsula)

  • 허낙원;이지영;최재웅;안순모
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제16권2호
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    • pp.81-96
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    • 2011
  • 남해안의 주요 하구 4곳(순천만, 섬진강, 고성천, 마산만)과 서해안의 태안 근소만 갯벌에서 2009년 3월부터 2010년 5월까지 유기물 정화능력을 파악할 수 있는 퇴적물 산소요구량(Sediment Oxygen Demand; SOD)과 탈질소화(Denitrification)를 측정하였다. 퇴적물 산소요구량은 퇴적물 배양 중 시간당 용존산소감소율로 부터 추정되었으며, 탈질소화 측정에는 질소 안정동위원소를 추적자로 이용하는 isotope paring technique이 사용되었다. 조사지역의 퇴적물 산소요구량과 탈질소화율은 각각 -5.1~24.6 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$와 0.0~3.9 mmole $N_2m^{-2}d^{-1}$의 범위를 보였다. 퇴적물 산소요구량이 가장 높은 곳은 마산만(평균 = 10.2(범위 =-2.2~19.2 mmole $O_2m^{-2}d^{-1}$)이었으며, 순천만, 고성, 태안, 섬진강 순으로 나타났다. 탈질소화율도 마산만(평균 = 1.0(범위 =0.0~3.9) mmole $N_2 m^{-2}d^{-1}$이 가장 높았으며, 고성, 섬진강, 순천만, 태안 순으로 나타났다. 태안, 섬진강, 마산 지역에서는 계절적으로 저서미세조류에 의한 광합성이 탈질소화에 뚜렷한 영향을 미쳤는데 광합성 동안 생성된 산소는 혐기성과정인 탈질소화를 저해하기 보다는 질산화를 원활하게 하여, 질산화-탈질소화 연계과정을 촉진시켰다. 남해안 허구에서 탈질소화의 계절변화 유형(봄철 최대 유형과 여름철 최대 유형)의 지역적 차이는 탈질소화에 사용되는 두 질산원($D_w$; 강을 통해 공급된 질산과 $D_n$; 질산화-탈질소화 연계과정에 의해 생성된 질산)의 상대적 중요성에 따라 결정되었다. 즉 봄철에 탈질소화가 높게 나타난 순천만, 고성, 마산은 여름철에 비해 봄철 수층 질산염이 풍부하였고, 이를 통해 $D_w$가 증가되었다. 태안과 섬진강 지역이 여름철에 탈질소화 최대값을 보인 이유는 수층의 질산염이 고갈되지 않은 상태에서 여름철 수온의 증가로 $D_w$가 증가하였고, 이와 더불어, 산소고갈이 나타나지 않아 질산화에 좋은 환경이 조성되었으며, 결과적으로 $D_n$이 증가되었기 때문이다.

선택실험을 이용한 서천갯벌의 생태계서비스 경제가치 추정 연구 (Economic Valuation of the Ecosystem Services in Seocheon Intertidal Mudflats)

  • 최성록;오치옥
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제27권2호
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    • pp.233-260
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    • 2018
  • 서해안은 세계 3대 갯벌로 알려져 있으나 간척사업과 산업단지 조성으로 지속적인 갯벌 생태계의 파괴가 발생했던 공간이다. 본 연구에서는 서해안 갯벌 중에서 서천갯벌이 제공하는 주요 생태계서비스를 대상으로 그 보전 정책에 대한 시민들이 느끼는 경제가치를 선택실험을 사용하여 추정하였다. 갯벌이 주는 혜택은 생태계서비스 가치평가를 바탕으로 건강한 갯벌서식처에서 볼 수 있는 (1) 철새 개체수(생물다양성 및 문화서비스), (2) 어패류 생산량(서식지 및 조절서비스), (3) 관광활동 규모 (문화서비스), (4) 지역공동체를 유지하는 어촌 가구 수(문화서비스)로 구분하였다. 분석 결과에 의하면 국민 일반은 서천갯벌 1,200ha를 현재 수준으로 보전하는데 있어서 2015년 기준 총 1조777억 원의 편익(단위면적당 9.0억 원/ha)을 현재가치로 누리고 있다. 갯벌의 보전에 의한 편익이 미래세대 까지 영원이 보장되는 것이라고 가정하여 환산한 연간 가치는 646.6억 원/년으로 단위면적당 53.9백만 원/ha/년에 해당한다. 국민 일반은 서천갯벌 어촌에서 거주하는 1천 가구 전체가 생업을 유지하도록 하는데 1인당 평균 1만1천 원, 연간 5만명의 관광활동을 추가 적으로 제공하는데 6천 원, 철새 9만 개체 서식처 유지에 9천 원의 지불 의사액을 가진 것으로 추정되었다. 한편, 서천의 응답자들은 철새 보전을 제외한 다른 속성 변화에는 민감하지 않은 반면, 군산의 응답자들은 철새와 어촌 가구의 보전에 대해서는 상대적으로 낮은 지불의사액을 보여주었지만 관광활동 유지에 대해서는 국민일반과 유사한 선호도를 보여 주었다. 이러한 지역적 특색은 갯벌에서 특정 생태계서비스의 국가적 관리와 활용에 있어서 보상제도 혹은 지불제도와 같은 경제적 유인제도의 적극적 도입이 필요한 이유가 된다고 하겠다.

자연지리학 일반: 회고와 전망 (The physical geography in general:yesterday and tomorrow)

  • 손일
    • 대한지리학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.138-159
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    • 1996
  • 해방후 50년간 우리 나라의 자연지리학 연구는 주로 지형학과 기후학에 의해 주도 되어 왔다. 자연지리학이 지니는 종합적인 학문적 성격에도 불구하고 개별 각론들이 독자적 으로 연구되어 왔고 그 연구 대상이나 연구 방법이 워낙 다양하기 때문에, 자연지리학 연구 의 전체적인 방향성이나 패러다임을 찾기가 힘들다. 지난 50년간 우리 나라 자연지리학 연 구중에서 지형학과 기후학을 제외한 나머지 연구를 자연지리학 일반으로 간주하고 이들 연 구를 자연지리학 총론, 토양지리학, 식물지리학, 수문지리학, 인간과 자연 환경이라는 주제로 구분해 정리하였다. 원래 자연지리학이 추구하던 통합적 접근방법이 점차 사라지고 자연지 리학 각론들이 각기 이웃한 지구과학과 밀접한 관계를 맺으면서 발전하여 왔다. 다학문적 해결책만이 유일한 대안이 되어 버린 환경 시대를 맞아, 자연지리학이 자연 환경에 대한 고 유의 통합적 접근 방법으로 재무장하여 환경 문제에 대한 주도적 학문으로 부활되기를 기대 한다.

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계화도조개 (Potamocorbula amurensis)의 생식주기에 관한 조직학적 연구 (Histological Study on the Reproductive Cycle of Potamocorbula amurensis (Bivalvia: Corbulidae))

  • 이주하
    • 한국수산과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.629-636
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    • 1999
  • 1996년 11월부터 1997년 10월까지 전북 부안군 문포 앞바다의 갯벌에서 채집된 계화도조개, p. amurensis를 재료로하여, 그들의 생식소발달과정, 생식세포형성과정, 생식주기, 난경의 월별변화, 비만도 및 군성숙도 둥을 조직학적으로 조사하였다. 계화도조개는 자웅이체이며 난생이다. 난소와 정소는 각각 수많은 난자형성소낭과 정자형성소낭으로 구성되어 있었다. 소낭에는 간충직과 호산성 과립세포들이 들어 있는데, 이들은 초기 생식세포의 형성과 발달에 영양을 공급하는 영양세포로 생각된다. 분열증식 중인 초기 활성기의 난원세포는 $9\~12\mu$m로서 6$\mu$m 내외의 크고 뚜켠한 핵과 호염기성 단일 인을 가지고 있었다. 직경 $30\~32\mu$m로 성장한 난모세포는 난병을 소낭벽에 부착한 채 소낭의 내강을 향해 긴 타원형으로 성장하였다. 난모세포가 $43\~45\mu$m로 성장하면 소낭벽으로부터 유리되며, 완숙란의 크기는 $50\~60\mu$m이었다. 정자형성소낭의 벽에는 정원, 정모, 정세포 및 완숙정자 순으로 충상배열을 하며 성숙되었다. 생식소의 발달, 생식세포형성과정, 난경의 월별변화, 조직분화과정 및 세포학적 특성에 따라, 생식주기를 초기 활성기, 후기 활성기, 완숙기, 부분 산란기 및 회복기 등으로 구분할 수 있었다. 산란기는 5$\~$7월과 9$\~$10월 사이이며, 주산란은 수온이 $18^{\circ}C$ 이상인 5$\~$6 및 10월에 2차례 일어났다. 비만도지수의 월별변화는 생식주기와 밀접한 관계가 있었다. 군성숙도가 $50\%$를 넘는 개체는 암, 수 모두 각장 8.1$\~$10.0 mm인 개체들로 조사되었다. 생식세포형성은 두 가지 방법 즉 1. 산란 후, 생식세포형성소낭내에 잔존하던 미방출란과 미방출정자는 퇴화, 흡수되지만 기존의 소낭은 크게 위축되지 않고, 2$\~$3개월 동안 (특히 여름)에 곧 회복되면서 새로운 생식세포형성에 참가하는 방법, 2. 산란 후 기존의 각 소낭은 위축되고 새로운 소낭의 형성과 더불어 새로운 생식세포가 형성되는 방법이 있다고 생각되었다.

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화성 국가지질공원 후보지의 지질명소, 지질유산 그리고 지오트레일 (Geosites, Geoheritages and Geotrails of the Hwaseong Geopark, the Candidate for Korean National Geopark)

  • 조형성;신승원;강희철;임현수;채용운;박정웅;김종선;김형수
    • 암석학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.195-215
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    • 2019
  • 지질공원은 지질학적으로 중요하고 경관이 우수한 지역을 보호하고, 이들을 교육 및 관광산업에 활용하여 지역 경제 발전에 기여하고자 하는 새로운 제도이다. 국가지질공원 후보지인 화성 지질공원은 고정리 공룡알 화석산지를 중심으로 우음도, 어섬, 딱섬, 고렴, 제부도, 백미리해안, 궁평항, 입파도, 국화도 등 10곳의 지질명소로 이루어져 있으며, 국가지질공원으로의 인증을 추진하고 있다. 이번 연구에서는 화성 국가지질공원에 분포하는 지질명소, 지질유산 그리고 지오트레일에 대해 상세히 기재하고, 지질공원으로서의 가치와 의미에 대해 논의하였다. 화성 국가지질공원 후보지는 한반도의 지체구조상 경기육괴에 해당되며, 선캄브리아 시대 변성암류 및 퇴적암류, 고생대 변성암류, 중생대 화성암류 및 퇴적암류 그리고 신생대 제4기 퇴적층이 분포하여 풍부한 지질다양성을 가진다. 천연기념물로 지정된 고정리 공룡알 화석지 지질명소는 공룡알 둥지화석을 비롯하여 서관구조, 타포니, 단층과 끌림습곡, 사층리 등의 풍부한 지질유산과 함께 생태 탐방로, 방문자 센터 등 훌륭한 인프라를 구축하고 있다. 우음도 지질명소는 다양한 종류의 변성암(편마암, 편암, 천매암)과 지질구조(습곡, 단층, 절리, 암맥, 광맥)를 가지고 있어 교육적 가치가 높다. 어섬 지질명소는 변성암에서 산출되는 독특한 구상구조가 높은 학술적 가치를 가지며, 딱섬과 고렴 지질명소에는 백악기 탄도분지에 분포하는 다양한 퇴적암과 화산암류 그리고 퇴적구조를 잘 관찰할 수 있다. 서해안에 위치한 제부도, 백미리 해안, 궁평항 지질명소에서는 갯벌, 시스택(해식기둥), 사빈과 역빈, 해안사구 등의 해안지형과 함께 다양한 변성암류, 쇄설성암맥, 석영광맥 등의 지질구조도 함께 관찰할 수 있으며, 갯벌체험을 비롯한 다양한 체험프로그램들이 개발되어 있다. 도서지역인 입파도, 국화도 지질명소에서는 전형적인 대규모 습곡구조가 장관을 이루고 있는 곳이며, 독특한 해안침식지형과 함께 다양한 고생대 편암류를 관찰할 수 있다. 이와 같이 화성 지질공원은 풍부한 지질다양성과 학술적 가치를 지닌 양질의 지질명소들로 구성되어 있으며, 지질, 지형, 경관, 생태요소가 복합적으로 어우러진 지오트레일, 탐방객을 위한 기반인프라, 다양한 교육 체험프로그램들이 개발되어 있어, 서부 경기권을 대표하는 훌륭한 국가지질공원으로서의 역할을 할 것으로 기대된다.

해양생태계 모니터링을 위한 식물플랑크톤 자료의 정도 관리 동향 (Trends in QA/QC of Phytoplankton Data for Marine Ecosystem Monitoring)

  • 이원호;박종우;성경아;박종규;유영두;김형섭
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제26권3호
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    • pp.220-237
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    • 2021
  • 1880년대에 들어서서 해양 식물플랑크톤의 기능적 중요성이 처음 주창된 이래, 전통적인 형태 관찰법 및 진보된 형태 자동분석 기술을 기반으로 하여 다량의 식물플랑크톤 종별 정량자료가 생산되었다. 최근에는 해수시료 중의 색소를 직접 분석하거나 원격탐사 자료를 해석하여 색소특성에 따른 분류군별 정량자료를 생산함으로써, 자료생산 방법이 점점 다양해지고 자료 확보 대상 정점에 대한 시공간적 접근성도 크게 개선되고 있다. 장기적인 해양생태계 모니터링에서 식물플랑크톤의 종별 정량자료가 생산된 경우도 적지 않아, 각각의 해역에서 중장기적인 해양 식물플랑크톤의 구조와 기능의 변동에 대한 중요한 증거로 활용될 수 있다. 그러나 모니터링 기간 전체에 걸친 연대별 자료 생산자 간의 차이로 인해 이러한 자료의 활용성이 제한될 수 있는데, 시료 처리 및 분석법, 종의 확인 및 분류, 분석이 완료된 시료의 관리 등의 다양한 측면에서 연대별 생산자 간의 편차가 적지 않다. 해양 식물플랑크톤의 종별 정량자료 값을 정확하게 구하기 위한 심도있는 연구는 1880년대 후반 Victor Hensen이 시작한 것으로 평가된다. 정확도를 포함한 해양 식물플랑크톤 자료의 정도 관리에 관한 국제적인 논의는 ICSU의 SCOR Working Group 33을 중심으로 1969년에 시작되었다. 첫 결실로 UNESCO 해양과학기술보고서 제18편이 1974년 출판되었는데, 이는 UNESCO의 해양학 방법론의 전문연구서적 제6편인 Phytoplankton Manual 출판의 실마리였다. 1990년대 말에는 ISO 기준에 따른 해양 식물플랑크톤 종별 정량자료의 정도관리를 달성하여, 국제적인 자료의 상호비교 및 교정을 가능하게 하려는 수행기구인 IPI (International Phytoplankton Intercomparison)의 전신인 BEQUALM 사업이 유럽에서 본격 출범하였다. IPI는 지난 20여 년간의 경험과 실적을 바탕으로 정도관리 기준을 모든 나라에서 적용할 수 있도록 국제협력을 강화해 나가고 있다. 우리나라의 해양화학 분야 측정자료의 정도관리 체계와 내용이 잘 정립된 데 비하여, 해양생물의 종별 정량자료에 대한 본격적인 정도관리 체계는 아직 법제화 단계에 이르지 못하고 있다. 우선, 해양생태계의 기초 생산자인 식물플랑크톤의 종별 정량자료에 대한 정도관리 체계를 확립하고, 다양한 기능생물군으로 이를 확장해 나갈 필요가 있다.

충남 태안군 신두리 대조차 해빈에 나타나는 다중사주의 계절별 지형변화 특성 (Seasonal Morphodynamic Changes of Multiple Sand Bars in Sinduri Macrotidal Beach, Taean, Chungnam)

  • 장태수;이영윤;윤현호;도기덕
    • 한국지구과학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.203-213
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    • 2024
  • 태안군 신두리 대조차 해빈에 나타나는 다중사주의 여름철 출현과 겨울철 사라짐 패턴을 조사하고 이들이 어떻게 겨울철에 소멸하고, 여름철에 다시 생성되는지를 토의하였다. 계절에 따른 다중사주의 지형변화는 VRS-GPS 시스템을 이용하여 지난 4년 동안 주기적으로 해빈 측선측량을 실시하여 파악하였다. 사주의 구성퇴적물을 알아보고자 계절에 따른 표층퇴적물을 채취하여 입도분석을 수행하였다. 추가적으로 유속자료를 확보하기 위해, TIDOS 조류관측시스템을 여름과 겨울에 각각 설치하여 얻었다. 신두리 해빈은 급경사의 상부 사빈면과 완만한 하부 조간대 지역으로 구분된다. 사빈면은 범(berm)의 발달이 미약하고, beach cusp가 나타나지 않아 매우 단조로운 지형을 갖고 있다. 조간대 지역은 폭이 400 m로서 넓고 2- 5개의 사주열이 나타난다. 사빈의 구성 퇴적물 평균입도는 2.0-2.75 phi 범위로 세립사에 해당하며, 육지방향으로 갈수록 조립해지는 경향을 띤다. 반복적 측선측량 결과, 신두리 해빈은 여름철 다중사주가 최대 5열까지 발달하는 해빈 단면을, 반면 겨울철에는 사주의 발달이 없는 편평한 해빈 단면을 갖는다. 겨울철 다중사주의 사라짐은 겨울의 강한 파랑으로 사주의 마루가 침식되고 골에 퇴적되는, 깎고 채움의 결과로 해석된다. 여름철 다중사주의 생성은 고조 시 정지상태에서 정상파 운동에 의해 생성되기보다는 조위면의 이동과 평상 파랑이 결합된 break-point 기작으로 설명된다. 평균해수면 근처의 사주가 가장 크고 뚜렷함, 육지방향으로 갈수록 사주의 진폭이 감소함, 다중사주 진폭의 불규칙함, 사주의 강한 비대칭, 그리고 육지방향으로 10-30 m 사주의 이동은 break-point 기작을 뒷받침한다.

캐나다 아사바스카 오일샌드 지질특성 (Geology of Athabasca Oil Sands in Canada)

  • 권이균
    • 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.

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